[发明专利]一种细胞培养反应器

说明书

本发明涉及低剪切力培养贴壁细胞和悬浮细胞的生物反应器技术领域，具体涉及一种细胞培养反应器。该反应器包括反应筒及盖体，反应筒其底部设有磁力搅拌底座,其内部设有引流腔，引流腔依次设有紊流盘体、扰流盘体和固定盘体,紊流盘体上设有若干培养筒,所述固定盘体其中部设有中心通孔,所述中心通孔上方设有用于搅拌桨,所述搅拌桨通过旋转搅动，驱动反应筒内的培养基液从所述的中心通孔流入引流腔，穿过扰流盘体和紊流盘体后从培养筒顶部流出，回到反应筒中，形成一个培养基液内部循环的液体流向。本发明解决了流速不易控制使得细胞在整个载体腔内分布不均匀和剪切力较大不适宜与细胞增殖的问题，能够以简单有效的方式使贴壁细胞生长。

技术领域

本发明专利涉及低剪切力培养贴壁细胞和悬浮细胞的生物反应器技术领域，具体涉及一种细胞培养反应器。

背景技术

生物反应器广泛用于实验室规模和工业规模的微生物(细菌、真菌、细胞等)的培养。其设计通常针对通过机械装置搅拌的罐，使微生物培养物悬浮。细胞悬液由分布在运动环境中的游离细胞和细胞聚集体组成。当待生长的细胞是被称为“贴壁体”的细胞时，这成为一个问题。这些细胞需要一个能够生长和增殖的表面，从而使得维持细胞悬浮的生物反应器提供的溶液不适合它们。只有当微生物能够悬浮增殖时，微生物才有可能在生物反应器中生长。为其提供一个可附着生长的表面积，让培养基以较低的流速流过附着生长的细胞，为其提供细胞增殖代谢所需的必须营养元素是一个有效的解决办法。

为了能够使这些贴壁细胞生长，目前多采用静态培养瓶，但其中可用于使这些细胞增殖从而定殖在器皿底部可用区域的表面是非常有限的，因此难以适应大规模培养的需求。还有部分全悬浮细胞虽然可以生长，以及贴附于微载体上悬浮培养的方式，但在剪切力作用下蛋白表达量和病毒产量较低。目前虽有细胞相对固定，液体在自重情况下流过细胞的篮式反应器解决了剪切力较大的难题，但其流速不易控制使得细胞在整个载体腔内分布不均匀，给工艺控制带来极大的难度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种性能可靠的细胞培养反应器，解决了流速不易控制使得细胞在整个载体腔内分布不均匀和剪切力较大不适宜与细胞增殖的问题，能够以简单有效的方式使贴壁细胞生长。

本发明的技术方案是这样实现的：一种细胞培养反应器，包括圆柱状反应筒及其密封连接的盖体，其特征在于：所述反应筒其底部设有磁力搅拌底座,其内部设有引流腔，所述引流腔由上至下，依次设有紊流盘体、扰流盘体和固定盘体,所述紊流盘体上设有若干按圆周阵列分布的培养筒,所述固定盘体其中部设有中心通孔,所述中心通孔上方设有用于旋转搅水的搅拌桨,所述搅拌桨通过旋转搅动，驱动反应筒内的培养基液从所述的中心通孔流入引流腔，穿过扰流盘体和紊流盘体后从培养筒顶部流出，回到反应筒中，形成一个培养基液内部循环的液体流向。

所述紊流盘体包括设置在盘体上的若干紊流孔和盘体周边的若干凹状扰流槽，所述紊流孔能让培养基液均匀、线性通过，防止形成中心边缘效应；所述凹状扰流槽能让培养基液往多个方向进行分流。

所述培养筒其底部和顶部两端可拆卸连接有滤网，其内部设有若干用于细胞培养的纤维状载体片，所述培养筒安装位置与紊流孔相匹配。

所述搅拌桨包括多个以轮盘为中心均匀分布的弧状旋转叶片，所述旋转叶片包括叶端，所述叶端靠近轮盘中心，并延伸至与轮盘边缘贴合的叶尾处，所述叶端与叶尾沿其长度方向呈流线弧形设置，且叶端至叶尾之间高度呈渐变减小，所述叶尾端面与轮盘边缘相切。

所述搅拌桨转速可调，所述细胞培养反应器通过调整搅拌桨转速，准确控制通过培养筒培养基液的线性流速以及培养工艺参数。

所述搅拌桨转速为0～200r/min。

所述反应筒直径1160mm，高度768mm，所述紊流盘体与扰流盘体之间间距为70mm，扰流盘体与固定盘体之间的间距为83mm。

所述磁力搅拌底座上连接有磁力机，所述磁力机与搅拌桨传动连接。