[发明专利]一种管式培养设备

说明书

本申请公开了一种管式培养设备，包括进样容器以及与所述进样容器连通且形成循环回路的培养管路，所述培养管路上设置有循环动力组件；所述循环动力组件用于可控流速地驱动所述进样容器内的流体在培养管路中循环流动；所述培养管路包括一根或多根并联的分支管路。本申请提出的管式培养设备，可广泛用于微生物、细胞等培养，并实现培养过程的控制和监测，为细胞的放大生产提供丰富的参考数据，降低成本，减小产品开发风险。

技术领域

本申请涉及细胞培养装置技术领域，具体涉及一种管式培养设备。

背景技术

在细胞培养的科研和工业生产领域，传统的细胞培养反应器主要为多孔板(0.1-10mL)、摇瓶(10-1000mL)、发酵罐(1-200L)、生物反应袋(wave bioreactor,1-200L)等，这些反应器的共同特点为，其溶氧和混合的控制依赖于曝气、震荡或搅拌。而不同尺度反应器的传质参数具有较大差异，因此在逐级放大过程中，需要对每一量级的放大进行大量的培养工艺优化，耗费大量人力物力，且效率底下。其次，对哺乳动物细胞来说，其细胞缺乏细胞壁保护，因此较为脆弱，搅拌所带来的的巨大剪切力会对细胞造成损伤，通常为了提高混合和溶氧而加速搅拌的过程，而进一步加强这种伤害。

发明内容

针对传统微小型反应器存在传质和检测问题，本申请提出新的基于透气性管路的管式培养设备，可广泛用于微生物、细胞等培养，并实现培养过程的控制和监测，为细胞的放大生产提供丰富的参考数据，降低成本，减小产品开发风险。

本申请提供如下技术方案。

1、一种管式培养设备，其特征在于，包括进样容器以及与所述进样容器连通且形成循环回路的培养管路，所述培养管路上设置有循环动力组件；所述循环动力组件用于可控流速地驱动所述进样容器内的流体在培养管路中循环流动；

所述培养管路包括一根或多根并联的分支管路。

2、根据项1所述的管式培养设备，其特征在于，所述分支管路的内径R为0.1-10mm，优选的1-3mm，所述分支管路的管壁厚度为0.1-1mm，优选为0.1-0.5mm，所述分支管路的长度L为0.1-100m，优选的0.5-5m。

3、根据项2所述的管式培养设备，其特征在于，所述管式培养设备中的流体在所述分支管路中的流速为V(mL/min)，且0.01×R²×n≤V≤500×R²×n，n为所述分支管路的数量。

4、根据项1所述的管式培养设备，其特征在于，所述分支管路为透气性分支管路，所述分支管路的气体传质系数Kla大于2/hr。

5、根据项1所述的管式培养设备，其特征在于，所述分支管路的材质选自聚四氟乙烯、可熔性聚四氟乙烯、氨基塑料或硅胶中的一种，优选为聚四氟乙烯。

6、根据项1所述的管式培养设备，其特征在于，所述进样容器为进样瓶，所述进样瓶的顶部设置有空气滤膜；

所述空气滤膜上的孔径为0.01-10μm，优选为0.02-0.22μm。

7、根据项1-6任一项所述的管式培养设备，其特征在于，所述设备还包括气体分压控制机构，所述气体分压控制机构包括密闭组件和分压控制组件，所述分压控制组件与所述密闭组件贯通，所述进样容器以及培养管路位于所述密闭组件内。

8、根据项7所述的管式培养设备，其特征在于，所述密闭组件上设置有气体入口和气体出口，且所述分压控制组件通过所述气体入口与所述密闭组件连通，所述气体出口上设置有开关。

9、根据项7或8所述的管式培养设备，其特征在于，所述设备还包括微流控检测芯片以及光学检测机构，所述微流控检测芯片直接或间接与所述培养管路连通，所述光学检测机构用于检测微流控检测芯片内的流体。