一种用于生物反应袋的旋摆平台的制作方法与工艺

文档序号:13108982
技术领域本实用新型属于生物反应器内部气液传质的技术领域,特别是涉及一种用于生物反应袋的旋摆平台。

背景技术:
生物反应器中的一大类是细胞培养反应器,用于培养动物细胞和植物细胞。这些细胞在生长的过程中,需要向液相培养介质中供应足量的氧气,故需要设法加快氧气的气液传质。传统方法是使用搅拌桨搅拌培养介质,或者向培养介质中鼓入氧气气泡,以增大气液接触面积,加速氧气从培养介质上方的气相到液相培养介质中的扩散。但机械搅拌或这鼓泡法在液体培养介质中产生较高的剪切力,导致细胞损伤。为此,上个世纪90年代以来,逐步开发了波浪式生物反应器,其将细胞和培养介质置于无菌的一次性塑料培养袋中,并放在特殊设计的摇动平台上。平台的摇动使得培养介质产生波浪,通过波浪代替搅拌和鼓泡来实现气液之间的表面更新,既强化氧气传质,又避免了搅拌浆叶端和鼓泡对细胞的伤害,提供温和低剪切力同时相对较高的溶氧的细胞培养微环境,有利于改善细胞状态、提高细胞密度和产量。一种代表性的波浪式生物反应器是美国GEHealthcareWaveProductsGroup公司的波浪生物反应器,其包括“跷跷板式”摇动平台和置于该摇动平台上的细胞培养袋,通过该摇动平台的跷跷板式上下摇动,在培养液中产生波浪,但此“跷跷板式”摇动平台作为一个整体围绕中间支承点上下摇动,平台上反应器内液体培养物形成的波浪形态及混合状态只能通过调节平台上下运动的角度来调节,液体培养物波浪形态及混合状态可调节性较少,液体中固体培养物与液体之间传氧、传热等不很充分,波浪形态和混合状态调整可选择性较少,尤其是在一个方形袋中做一个方向的摆动,缺少横向的交换,袋内混合较差。

技术实现要素:
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于生物反应袋的旋摆平台,生物反应袋内培养液液面波浪形态丰富,混流充分,加快气液传质效率,防止培养细胞结团。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种用于生物反应袋的旋摆平台,包括动力基座、托盘、曲轴和限位棒,所述曲轴顶部的中心轴偏离底部的中心轴,所述曲轴安装在动力基座上、受动力基座驱动旋转,所述托盘通过连接件、可相对转动地安装在曲轴的顶部,所述限位棒下端与动力基座固定、上端与托盘固定连接,限位棒随着托盘旋摆发生伸缩形变。作为本实用新型一种优选的实施方式,所述连接件为滚珠轴套,所述滚珠轴套外侧与托盘底部紧密配合连接、内侧与曲轴顶部滚动配合安装。作为本实用新型另一种优选的实施方式,所述连接件为轴承,所述轴承外侧与托盘底部紧密配合连接、内侧与曲轴顶部紧密配合固定。作为本实用新型另一种优选的实施方式,所述托盘内壁上设有若干凸起的导流条。作为本实用新型另一种优选的实施方式,所述限位棒上端固定在托盘的边沿位置。作为本实用新型另一种优选的实施方式,所述托盘呈碗状结构。作为对上述实施方式的进一步改进,所述托盘内部放置椭球形生物反应袋。作为本实用新型另一种优选的实施方式,所述限位棒采用柔性材料制成。作为本实用新型另一种优选的实施方式,所述动力基座内部设有旋转速度调节模块和数显模块。有益效果在本实用新型中,托盘与曲轴之间的连接可以发生相对的转动,当曲轴受动力基座的驱动发生旋转时,托盘由于受到限位棒的作用不会随着曲轴发生周向的旋转,而是与曲轴之间发生相对的转动,同时,由于曲轴上端偏离底部的旋转中心,从而带动托盘旋摆运动。生物反应袋置于托盘内部随之发生旋摆运动,从而催动生物反应袋内部的培养液发生混流,培养液液面形成波浪形态,而且这种旋摆催动的混流混合状态更加充分,培养液液面的波浪形态更加丰富,加快了生物反应袋内部的气液传质效率,另外,混流状态的培养液能够有效地防止培养细胞结团。附图说明图1为本实用新型的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图1所示的一种用于生物反应袋的旋摆平台,包括动力基座1、托盘2、曲轴3和限位棒6。曲轴3为弯曲形态的旋转轴,其顶部的中心轴偏离底部的中心轴。曲轴3安装在动力基座1的旋转输出端,并受动力基座1的驱动发生旋转,动力基座1内部设有旋转速度调节模块和数显模块,可以通过调节旋钮对旋转速度进行调节并通过数字显示屏读取相应的旋转速度。托盘2整体呈碗状结构,生物反应袋防止与托盘2内部,以选择椭球形的生物反应袋为最佳。托盘2通过连接件4安装在曲轴3的顶部,且托盘2与曲轴3之间能够发生相对的转动。连接件4可以选择采用滚珠轴套,托盘2底部与滚珠轴套的外侧紧密配合连接,曲轴3的顶部与滚珠轴套的内侧配合安装并能够发生相对滚动,通过滚珠轴套的滚珠滚动作用使得托盘2能够与曲轴3之间发生相对转动;连接件4还可以采用轴承,轴承的外侧与托盘2底部紧密配合连接,轴承的内侧与曲轴3顶部紧密配合固定,也是通过轴承的自身特性,使得托盘2能够与曲轴3之间发生相对转动。限位棒6采用柔性材料制成,具有一定的伸缩形变特性。限位棒6的下端与动力基座1固定,上端与托盘2固定连接,当曲轴3发生旋转时,托盘2在限位棒6的作用下不会随着曲轴3发生周向上的旋转,此时托盘2与曲轴3之间产生相对的转动,同时,由于曲轴3上端偏离底部的旋转中心,从而带动托盘2作旋摆运动,限位棒6随着托盘2旋摆发生伸缩形变,但是不会在角度方位上发生改变。为了起到更好地限制托盘2周向旋转的效果,限位棒6上端固定在托盘2的边沿位置。曲轴3旋转一周,托盘2随之旋摆一圈,当托盘2发生连续地旋摆运动时,生物反应袋置于托盘2内部随之发生旋摆运动,从而催动生物反应袋内部的培养液发生混流,培养液液面形成波浪形态,而且这种旋摆催动的混流混合状态更加充分,培养液液面的波浪形态更加丰富,加快了生物反应袋内部的气液传质效率,防止培养细胞结团。另外,为了使得生物反应袋底部的培养液获得更好地混流效果,在托盘2内壁设置了若干凸起的导流条5,导流条5可以改变生物反应袋底部培养液原有的流向,达到流体翻动的效果。...
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