CN104560712A - 细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供新型细胞培养装置，包括上盖、外壳、进液管、磁力搅拌驱动器、磁力搅拌驱动器底座、磁力搅拌桨、呼吸管、一次性荧光电接口、出液管、细胞吸附层板、底座，上盖、外壳和底座,上述各部件组成一个整体的培养容器。上盖上安装一次性荧光电极及自定义拓展接口，一次性荧光电极及自定义拓展接头通过接口连接控制器连接，在培养容器的底部两侧分别设有进液管和出液管，细胞吸附层板螺纹中空处安装呼吸管，底座上设有磁力搅拌驱动器，磁力搅拌驱动器驱动磁力搅拌桨。本发明旨在提供一套表面积在一定范围内可以扩展的、同时可提供pH、DO和温度等在线监控、并且在磁力搅拌配合下，使气液分布按照理想的流体力学路径进行循环的新型细胞工厂***。

Description

细胞培养装置

技术领域

本发明适用于贴壁细胞在静止培养模式下进行自动化、规模化生产，具体涉及一种新型的细胞培养装置。

背景技术

目前对于哺乳动物细胞、干细胞、人二倍体细胞等各种需要在静止模式进行贴壁培养的细胞，大多采用传统的细胞工厂进行培养。对于传统细胞工厂而言，其提供的细胞吸附表面积是一定的，在需要进行规模化生产的情况下只能采用几十个、几百个甚至几千个细胞工厂同时进行，操作复杂，占用人力较多。同时，使用传统细胞工厂对各种贴壁细胞进行培养时，其自动化水平不高，细胞培养过程的操作需要手动进行，从而由于个体间的经验和操作习惯等原因在肉眼观察时判定标准不完全一致，可能会导致收获产物存在批间差异。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的细胞培养装置，解决目前使用传统细胞工厂进行贴壁细胞培养，其吸附面积固定，操作繁琐、占用空间和批间生产质量不稳定等问题，最大限度的降低批间差异，实现操作规程化和自动化，并可根据需要灵活选择培养装置的细胞培养吸附面积。

为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：

该新型细胞培养装置，包括上盖、外壳、进液管、磁力搅拌驱动器、磁力搅拌驱动器底座、磁力搅拌桨、呼吸管、一次性荧光电接口、出液管、细胞吸附层板、底座，上盖、外壳和底座,上述各部件组成一个整体的培养容器。上盖上安装一次性荧光电极及自定义拓展接口，一次性荧光电极及自定义拓展接头通过接口连接控制器连接，在培养容器的底部两侧分别设有进液管和出液管，细胞吸附层板螺纹中空处安装呼吸管，底座上设有磁力搅拌驱动器，磁力搅拌驱动器驱动磁力搅拌桨。

细胞吸附层板之间以及其与带有搅拌桨的底座之间有精密螺纹连接，螺纹接口处有限位结构。

外壳与底座、上盖之间设有密封槽结构和0型环。

细胞吸附层板设有导流槽。

细胞吸附层板之间的间隙在1.5-3mm。

自定义拓展接头，主要连接碱液、酸液、气体、等各种外部物质添加管路和备用管路。

工作原理：

细胞培养装置经过钴60灭菌后，在超净台下打开包装，按照工艺要求，分别连接补碱，进液，通气，进液、出液等管路。通过进液管向培养容器接入一定密度和一定工作体积的细胞悬液，将培养容器放置于配套的磁力搅拌驱动器底座上，打开磁力搅拌器低速运行，待细胞悬液全部加入完成，先将培养容器水平放倒，在工作台面滚动一周，再将培养容器放置于磁力搅拌驱动器上，静止30分钟后，打开搅拌器，用低转速循环30分钟，而后使用正常转速进行培养。由于搅拌桨的作用，用于细胞生长的气液混合体，遇到细胞吸附层板时，会自动按照***设计好的流向运动，最终通过呼吸过滤管，回流于培养容器的底部，再参与下一次循环的。与此同时通过***配备的一次性荧光电极，实时反映细胞培养装置内的DO，pH，温度等参数，当工艺参数偏离工艺设定值时，***会自动通过培养装置的自定义接口进行补碱，通二氧化碳气体、氮气、空气、氧气等气体、控温等操作，确保工艺参数始终在设定的范围内运行。通过设置合适的培养工艺，细胞可生长至所需密度。如培养过程中需要换液可通过***配备的出液管路排出培养液，再利用进液管路补充新培养基至规定体积即可。细胞培养完成后，可根据生产需求收获细胞(消化)、蛋白及继续进行病毒培养。

有益效果：

本发明旨在提供一套表面积在一定范围内可以扩展的、同时可提供pH、DO和温度等在线监控、并且在磁力搅拌配合下，使气液分布按照理想的流体力学路径进行循环的新型细胞工厂***。因其在培养过程中可实现在线监控，可以轻松便捷地进行工艺优化，保证工艺参数的稳定，有利于控制批间差异、提高产品质量，同时可以确保工艺过程记录的可追溯性；而且在规模化生产时因其自动化控制可大幅度降低人力成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为气液混合体的流向图；

图3为气液混合体上升及回流的流向图；

图4为气液混合体上升完成后回流图。

图示：进液管1、出液管2、底座3、磁力搅拌驱动器4、磁力搅拌驱动器底座5、细胞吸附层板6、呼吸管7、外壳8、0型密封圈9、上盖10、接口11、一次性荧光电极12、磁力搅拌桨13。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明：

如图1所示，细胞培养装置，其包括上盖、外壳、进液管、磁力搅拌驱动器、磁力搅拌驱动器底座、磁力搅拌桨、呼吸管、一次性荧光电极、接口、出液管、细胞吸附层板、底座，上盖、外壳和底座组成一个培养容器，上盖上安装一次性荧光电极，一次性荧光电极通过接口连接控制器连接，在培养容器的底部两侧分别设有进液管和出液管，细胞吸附层板螺纹中空处安装呼吸管，底座下设有磁力搅拌驱动器，磁力搅拌驱动器连接磁力搅拌桨。

细胞培养装置，除磁力搅拌驱动器以外，其余构件均为医用级别PS(聚苯乙烯)通过注塑工艺成型，在组装前，所有的构件都进行表面亲水性处理；在GMPD级环境下进行装配，装配前所有部件进行深度清洁处理，保证细胞培养装置装配灭菌后符合培养工艺的要求。

细胞吸附层板之间以及其与带有搅拌桨的底座之间有精密螺纹连接，螺纹接口处有限位结构，目的是使相邻的两块层板之间的导流槽错开，同时确保吸附层板之间的间隙在1.5mm。吸附层板安装至需要的层数后，从细胞吸附层板螺纹中空处安装呼吸管，呼吸管与注塑件孔壁紧密配合，将连接好的细胞吸附层板与带有搅拌桨的底座连接，后将外壳安装于底座之上。

外壳与底座、上盖之间有密封槽结构和0型环用于密封，再将用于检测DO，pH，温度的荧光电极的光纤检测端安装至设定好的位置，将上盖与外壳连接，利用底座与外壳上的固定装置，配合塑料螺纹拉杆，实现底座，外壳，上盖的密封。

工作原理：

新型细胞工厂经过钴60灭菌后，在超净台下打开包装，按照工艺要求，分别连接补碱，进液，通气，收液等管路。通过进液管接入工作体积的一定密度的细胞悬液，将***放置于配套的磁力搅拌驱动器底座上，上打开磁力搅拌器低速运行，待细胞悬液全部加入完成，将细胞工厂水平放倒，在工作台面滚动一周，再将培养容器放置于磁力搅拌驱动器上，静止30分钟后，打开搅拌器，用低转速循环30分钟，而后使用正常转速进行培养，由于搅拌桨的作用，用于细胞生长的气液混合体，按照如下示图1的路径运动，遇到细胞吸附层板时，气液混合体的流向如示图2，***在整体运行时，气液混合体上升及回流的流向如示图3，气液混合体上升完成后回流时，通过呼吸过滤管，回流于***的底部，如图4。再参与下一次循环的。与此同时通过***配备的一次性荧光电极，实时反映细胞工厂内的DO，pH，温度等参数，当工艺参数偏离工艺设定值时，***会对细胞工厂的自定义接口进行补碱，通二氧化碳气体，氮气，空气，氧气，控温等动作，确保工艺参数始终在设定的范围内运行。按照合适的培养工艺细胞可生长至所需密度，如培养过程中需要换液可通过***配备的收液管路排除所有培养液，再利用进液管路补充新培养基至规定体积即可。细胞培养完成后，可根据生产需求收获细胞(消化)、蛋白及继续进行病毒培养等。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.细胞培养装置，其特征在于：包括上盖、外壳、进液管、磁力搅拌驱动器、磁力搅拌驱动器底座、磁力搅拌桨、呼吸管、一次性荧光电极、接口、出液管、细胞吸附层板、底座，上盖、外壳和底座组成一个圆形腔体，上盖上安装一次性荧光电极，一次性荧光电极通过接口连接控制器连接，在圆形腔体的底部两侧分别设有进液管和出液管，细胞吸附层板螺纹中空处安装呼吸管，底座下设有磁力搅拌驱动器，磁力搅拌驱动器连接磁力搅拌桨。

2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：细胞吸附层板之间以及其与带有搅拌桨的底座之间有精密螺纹连接，螺纹接口处有限位结构。

3.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：外壳与底座、上盖之间设有密封槽结构和0型环。

4.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：细胞吸附层板设有导流槽。

5.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：细胞吸附层板之间的间隙在1.5-3mm。