一种细胞培养装置的制作方法

本实用新型涉及生物制药行业，具体地涉及一种细胞培养装置。

背景技术：

在生物制药过程中，细胞发酵过程中常常涉及到细胞培养，在现有的工业生产过程中，常常将不同规模的细胞培养装置，安装在同一高度并按逐级扩大的顺序摆放，利用外力作用(如蠕动泵、隔膜泵等)转移细胞培养液及细胞液，但这种方法往往存在很多缺陷，主要包括：

①需要使用外力设备进行转运，易受到外力影响从而造成一些不可逆及不可预知的损伤。②同一高度摆放不同规模的细胞培养装置在未最终进入生产关之前，管路易与可能造成污染的地方接触。③操作复杂，需要先制作管路并将管路进行灭菌。在将管路两端分别与两个培养设备相连。然后，将管路置于蠕动泵中并确认运行方向和调节流速。④运营成本高，使用外力设备进行转运如蠕动泵，在泵运转时需要使用相匹配的管子。降低风险，长时间使用蠕动泵易在相同位置造成磨损破裂，造成染菌风险。⑤风险大，长时间使用蠕动泵易在相同位置造成磨损破裂，造成染菌风险。

因此，本领域需要开发一种能够减少操作步骤、操作简单、降低运营成本且能够避免杂菌污染细胞培养装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够减少操作步骤、操作简单、降低运营成本且能够避免杂菌污染细胞培养装置。

本实用新型的第一方面，提供一种细胞培养装置，所述的装置包括补液部、接种部、培养部；

所述的补液部包括第一生物反应袋10和用于支撑第一生物反应袋的第一容器11，所述第一容器设有第一加热器12、第一探头13、第一搅拌驱动器14，所述的第一生物反应袋设有第一端口接入孔15、第一搅拌浆16、第一进料管17和多个第一出料管18，各个第一出料管穿过所述的第一容器，且各个第一出料管上设有第一控制阀19；

所述的培养部包括多个不同容积大小的第二生物反应袋20和用于支撑各个第二生物反应袋的第二容器21，所述第二容器设有第二加热器22、第二探头23、第二搅拌驱动器24，所述的第二生物反应袋设有第二端口接入孔25、第二搅拌浆26、第二进料管27和第二出料管28，所述的第二出料管穿过所述的第二容器，所述的第二出料管上设有第二控制阀29；

所述的接种部包括一混匀器30，所述的混匀器上安放有第三生物反应袋31，所述的混匀器上设有第三加热器32和第三探头33，所述第三生物反应袋设有第三端口接入孔34、第三进料管35和第三出料管36，所述的第三出料管上设有第三控制阀37；

以水平面为基准，所述的第一生物反应袋和所述第三生物反应袋的高度均高于所述各个第二生物反应袋，且各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高；

所述的第一生物反应袋的各个第一出料管与各个第二生物反应袋的第二进料管分别通过第一输液管40相连，所述的第一输液管上还设有压力计41、过滤器42和流量器43；

较高高度的第二生物反应袋的第二出料管与相邻较低高度的第二生物反应袋的第二进料管依次通过第二输液管50道相连；

所述的第三生物反应袋的第三出料管与高度最高的第二生物反应袋的第二进料管通过第三输液管60相连。

在另一优选例中，所述的第一探头、第二探头和第三探头分别通过所述第一端口接入孔、第二端口接入孔和第三端口接入孔。

在另一优选例中，所述的第一容器、第二容器和分别设有通孔，所述的第一容器、第二容器的进料管和出料管分别通过所述通孔。

在另一优选例中，所述的封口膜为橡胶膜。

在另一优选例中，所述的端口接入孔的个数为1-6个。

在另一优选例中，所述的生物反应袋为一次性生物反应袋。

在另一优选例中，所述的生物反应袋为XDR一次性生物反应袋。

在另一优选例中，所述的容器为桶。

在另一优选例中，所述的第一探头、第二探头和第三探头均包括pH探头和/或温度探头。

在另一优选例中，所述的探头的个数为1-6个。

在另一优选例中，所述的混匀器为波浪式混匀器。

在另一有优选例中，所述的波浪式混匀器为美国Thermo Scientifical光感控制波浪式混匀器。

在另一优选例中，所述的搅拌浆为搅拌叶轮。

在另一优选例中，所述的搅拌叶轮为塑料搅拌叶轮。

在另一优选例中，所述的第一控制阀、第一控制阀和第三控制阀均为管夹。

在另一优选例中，所述的第二生物反应袋的个数为2-6个。

在另一优选例中，所述第一输液管上设有的压力计位于所述第一输液管上设有的所述过滤器和所述第一生物反应袋之间。

在另一优选例中，所述的第一输液管、第二输液管和第三输液管均分别设保温层。

在另一优选例中，所述的装置还包括一控制部。

在另一优选例中，所述的控制部能够实现细胞培养装置的自动化运行。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本实用新型的一个优选例中细胞培养装装置的结构示意图。

其中，附图中各个编号代表：

10为第一生物反应袋、11为第一容器、12为第一加热器、13为第一探头、14为第一搅拌驱动器、15为第一端口接入孔、16为第一搅拌浆、17为第一进料管、18为第一出料管、19为第一控制阀、20为第二生物反应袋、21为第二容器、22为第二加热器、23为第二探头、24为第二搅拌驱动器、25为第二端口接入孔、26为第二搅拌浆、27为第二进料管、28为第二出料管、29为第二控制阀、30为混匀器、31为第三生物反应袋、32为第三加热器、33为第三探头、34为第三端口接入孔、35为第三进料管、36为第三出料管、37为第三控制阀、40为第一输液管、41为压力计、42为过滤器、43为流量器、50为第二输液管、60为第三输液管。

具体实施方式

本发明人经过广泛而又深入的研究，开发了一种细胞培养装置，在本实用新型所述的细胞培养装装置中，以水平面为基准，所述的第一生物反应袋和所述第三生物反应袋的高度均高于所述各个第二生物反应袋，且各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高，生物反应袋与生物反应袋之间存在高度差，通过自身重力因素转移细胞培养液及细胞液，避免在转运过程中，受到外力影响从而造成一些不可逆不可预知的损伤，而且通过不同高度摆放不同规模的细胞培养设备在未最终进入生产关之前，均无任何管路与可能造成污染的地方接触。在此基础上，发明人完成了本实用新型。

术语

除非另有定义，否则本文中所用的所有技术和科学术语的含义与本实用新型所属领域普通技术人员普遍理解的含义相同。

如本文所用，术语“包括”、“包含”与“含有”可互换使用，不仅包括开放式定义，还包括半封闭式、和封闭式定义。换言之，所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。

如本文所用，术语“上”、“水平面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限定。

如本文所用，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如本文所用，术语“细胞培养装置”和“装置”的含义是两个或两个以上。

如本文所用，术语“多个”的含义是两个或两个以上。

如本文所用，术语“第一、第二和第三生物反应袋”与“第一生物反应袋、第二生物反应袋和第三生物反应袋”的含义相同，可相互替换。

为了便于说明，以下参考图1进一步描述本实用新型，在本实用新型应当理解的是，附图并不限定本实用新型的范围。

典型地，本实用新型提供一种细胞培养装置，所述的装置包括补液部、接种部、培养部；

所述的补液部包括第一生物反应袋10和用于支撑第一生物反应袋的第一容器11，所述第一容器设有第一加热器12、第一探头13、第一搅拌驱动器14，所述的第一生物反应袋设有第一端口接入孔15、第一搅拌浆16、第一进料管17和多个第一出料管18，各个第一出料管穿过所述的第一容器，且各个第一出料管上设有第一控制阀19；

所述的培养部包括多个不同容积大小的第二生物反应袋20和用于支撑各个第二生物反应袋的第二容器21，所述第二容器设有第二加热器22、第二探头23、第二搅拌驱动器24，所述的第二生物反应袋设有第二端口接入孔25、第二搅拌浆26、第二进料管27和第二出料管28，所述的第二出料管穿过所述的第二容器，所述的第二出料管上设有第二控制阀29；

所述的接种部包括一混匀器30，所述的混匀器上安放有第三生物反应袋31，所述的混匀器上设有第三加热器32和第三探头33，所述第三生物反应袋设有第三端口接入孔34、第三进料管35和第三出料管36，所述的第三出料管上设有第三控制阀37；

以水平面为基准，所述的第一生物反应袋和所述第三生物反应袋的高度均高于所述各个第二生物反应袋，且各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高；

所述的第一生物反应袋的各个第一出料管与各个第二生物反应袋的第二进料管分别通过第一输液管40相连，所述的第一输液管上还设有压力计41、过滤器42和流量器43；

较高高度的第二生物反应袋的第二出料管与相邻较低高度的第二生物反应袋的第二进料管依次通过第二输液管50道相连；

所述的第三生物反应袋的第三出料管与高度最高的第二生物反应袋的第二进料管通过第三输液管60相连。

在本实用新型所述的细胞培养装置中，以水平面为基准，所述的第一生物反应袋和所述第三生物反应袋的高度分均高于所述各个第二生物反应袋，且各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高，生物反应袋与生物反应袋之间的存在高度差，通过自身重力转移细胞培养液及细胞液，避免在转运过程中，受到外力影响从而造成一些不可逆不可预知的损伤。

在本实用新型所述的细胞培养装置中，加热器能够对第一、第二和第三生物反应袋进行加热，使生物反应袋的温度维持在所需范围内。

在本实用新型所述的细胞培养装置中，第一容器、第二容器和混匀器上的探头(如探针)可以通过端口接入孔插入到第一、第二和第三生物反应袋，用于检测生物反应袋中补液、接种液和培养液的pH、温度等。优选地，所述的探头包括pH探头和/或温度探头。在另一优选例中，所述的第一端口接入孔、第二端口接入孔和第三端口接入孔均设有封口膜。所述的第一探头、第二探头和第三探头可通过封口膜插入到生物反应袋中，在一个典型例中，经灭菌后的探头通过封口膜插入到生物反应袋中(如同临床上挂点滴时，将输液针的穿刺针头插入到带有橡胶塞的输液瓶中)，从而进一步保证生物反应袋的无菌性。

在本实用新型所述的装置中，所述的第一输液管、第二输液管和第三输液管设有的保温层能够保证补液、接种液和培养液在管路流动过程中不会出现温度降低，从而避免了温度降低对细胞生长产生的不利影响。

在本实用新型所述的装置中，所述的第一输液管上设有过滤器、流量器和压力计，流量器能够控制第一生物反应袋补液到各个第二生物反应袋的量，过滤器能够对第一生物反应袋的补液进行进一步灭菌处理后进入各个第二生物反应袋，从而进一步保证补液到第二生物反应袋的无菌性，压力计可通过感应第一输液管的液体的压力来检测第一输液管上设有过滤器是否出现损坏，例如第一输液管上设有的压力计位于第一输液管上设有的过滤器和第一生物反应袋之间，当过滤器阻塞时，压力计显示压力增大，当过滤器损坏(滤膜孔变大时)，压力降低。

在本实用新型的一个优选例中，所述的混匀器为波浪式混匀器。波浪式混匀器可通过波浪式摇摆对第三生物反应袋中的接种液进行混匀。

在另一优选例中，所述的第一容器和第二容器设有的加热器为电加热夹套。

在本实用新型所述的装置中，第一容器和第二容器设有的搅拌驱动器能够驱动第一生物反应袋和第二生物反应袋的搅拌浆的搅拌，从而对生物反应袋中的液体(补液和培养液)进行搅拌，从而提高效率。优选地，所述的搅拌浆为搅拌叶轮。更优选地，所述的搅拌叶轮为塑料搅拌叶轮。

在本实用新型的另一优选例中，所述的装置还包括一控制部。控制部能够实现细胞培养装置的自动化运行。

本实用新型的主要优点包括：

1、在本实用新型所述的细胞培养装置中，以水平面为基准，所述的第一生物反应袋和所述第三生物反应袋的高度均高于所述各个第二生物反应袋，且各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高，生物反应袋与生物反应袋之间的高低落差，通过自身重力因素转移细胞培养液及细胞液，避免在转运过程中，受到外力影响从而造成一些不可逆不可预知的损伤，而且通过不同高度摆放不同规模的细胞培养设备在未最终进入生产关之前，均无任何管路与可能造成污染的地方接触。

2、在本实用新型所述的细胞培养装置中，第一输液管上设有流量器可精确定量控制第一生物反应袋中的补液到达各个第二生物反应袋中的量。

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。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

实施例1

实施例1提供一种细胞培养装置，所述的装置包括补液部、接种部、培养部；

所述的补液部包括第一生物反应袋和用于支撑第一生物反应袋的第一容器，所述第一容器设有第一加热器、第一探头(含有pH探头和温度探头)、第一搅拌驱动器，所述的第一生物反应袋设有第一端口接入孔、第一搅拌叶轮、第一进料管和多个第一出料管，各个第一出料管穿过所述的第一容器，且各个第一出料管上设有管夹；

所述的培养部包括多个不同容积大小的第二生物反应袋和用于支撑各个第二生物反应袋的第二容器，所述第二容器设有第二加热器、第二探头(含有pH探头和温度探头)、第二搅拌驱动器，所述的第二生物反应袋设有第二端口接入孔、第二搅拌叶轮、第二进料管和第二出料管，所述的第二出料管穿过所述的第二容器，所述的第二出料管上设有管夹；

所述的接种部包括一波浪式混匀器，所述的波浪式混匀器上设有第二加热器、第二探头(含有pH探头和温度探头)，所述的波浪式混匀器上安放有第三生物反应袋，所述第三生物反应袋设有第三端口接入孔、第三进料管和第三出料管，所述的第三出料管上设有管夹；

以水平面为基准，所述的第一生物反应袋和所述第三生物反应袋的高度均高于所述各个第二生物反应袋，且各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高；

所述的第一生物反应袋的各个第一出料管与各个第二生物反应袋的第二进料管分别通过第一输液管相连，所述的第一输液管上还设有压力计、过滤器和流量器；

较高高度的第二生物反应袋的第二出料管与相邻较低高度的第二生物反应袋的第二进料管依次通过第二输液管相连；

所述的第三生物反应袋的第三出料管与高度最高的第二生物反应袋的第二进料管通过第三输液管相连；

所述的第一输液管、第二输液管路和第三输液管路上分别设有保温层。

本实施例所述的细胞培养装置的细胞培养机理主要包括：

1、第一生物反应袋中配制细胞培养基，第三生物反应袋中配制含有目的细胞的接种液，其中细胞培养基和接种液在配制过程中，第一容器和波浪式混匀器的加热器可加热保温，pH探头和温度探头监测细胞培养基和接种液配制过程的pH值和温度，第一容器的搅拌叶轮的搅拌作用和波浪式混匀器的摇摆作用能够提高配制。

2、打开第一生物反应袋的出料管的管夹，通过重力作用，第一生物反应袋细胞培养基通过第一输液管定量加入到高度最高的第二生物反应袋中，然后打开第三生物反应袋的出料管的管夹，通过重力作用，第一生物反应袋的接种液全部进入高度最高的第二生物反应袋，因此，细胞首先在高度最高的第二生物反应袋中培养，高度最高的第二生物反应袋中细胞培养结束后，打开高度最高的第二生物反应袋的管夹，通过重力作用，高度最高的第二生物反应袋中细胞培养液进入次高第二生物反应袋中，然后打开与次高第二生物反应袋连通的第一生物反应袋的出料管夹，通过重力作用，第一生物反应袋的细胞培养基定量加入到次高第二生物反应袋中，细胞在次高第二生物反应袋继续培养，然后重复上述过程，次高第二生物反应袋的细胞培养液进入次次高第二生物反应袋培养，直到达到所述细胞培养要求，不同容积大小的第二生物反应袋在细胞培养过程中，第二容器的加热器可加热保温、pH探头和温度探头监测细胞培养基和接种液配制过程的pH值和温度，此外，各个第二生物反应袋的高度按照容积从大到小的顺序依次升高，因此，细胞在第二生物反应袋中依次梯度放大培养，从而更好的实现工业化生产。

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，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。