一种高密度悬浮细胞培养增氧摇瓶的制作方法

本实用新型涉及悬浮细胞培养技术领域，尤其涉及一种高密度悬浮细胞培养增氧摇瓶。

背景技术：

动物细胞与植物细胞和微生物细胞不同，动物细胞没有细胞壁，因此，在培养时对剪切力很敏感。细胞的生长、发育、分裂、繁殖等生命活动均需要消耗大量的氧气，参与三羧酸循环过程。而传统的培养摇瓶瓶颈小且瓶底深且大，严重阻碍了气体的流通。摇瓶在摇床上沿摇瓶中心轴线做旋转运动，流体形态呈层流状态，不利于混合和氧传递。

目前，研究者们常采用降低装液系数、提高转速的方法提高氧传递。然而，装液系数过低，随着培养过程的进行，摇瓶内的水分会大量蒸发，导致培养基的渗透压升高，抑制细胞的生长。较高的摇床转速会产生高的剪切力，而无细胞壁保护的动物细胞对剪切力的敏感，机械搅拌无疑会对细胞造成损伤，影响培养的效果。此外，长时间极限转速运转会大大缩短摇床的使用寿命。目前对于悬浮细胞培养的现有技术来讲，培养液的供氧和换气特别的重要。

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既能够增大气体交换量，又能够避免中间液体旋涡，利于氧气溶解的高密度悬浮细胞培养增氧摇瓶。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种高密度悬浮细胞培养增氧摇瓶，包括摇瓶主体，其特征在于：所述摇瓶主体的顶部具有三个开口角度不同的通气口，每一所述通气口上安装有通气帽，所述通气帽上具有缺口，于缺口处覆盖有第一防水透气膜，其中至少一通气帽与通气口可拆卸连接；所述摇瓶主体的底壁采用防水透气结构，所述防水透气结构包括网格板、第二防水透气膜和支撑架，所述网格板的边缘与摇瓶主体侧壁固定，所述第二防水透气膜复合于网格板的下表面，所述支撑架固定于摇瓶主体的底部，对摇瓶主体进行支撑使其底部悬空设置；所述摇瓶主体内腔的底部中心固定有对培养基进行切割的切割结构，所述切割结构呈十字型布置。

进一步的技术方案在于：所述切割结构包括与网格板固定的卡条座，所述卡条座呈十字型，具有四个安装臂，于每一安装臂的上表面沿其长度开设有倾斜的卡槽，多个所述卡槽顺向倾斜，每一所述卡槽内嵌入有一倾斜的切割叶片。

进一步的技术方案在于：所述切割叶片与摇瓶主体的底壁呈30°夹角。

进一步的技术方案在于：所述切割叶片与摇瓶主体的材质相同。

进一步的技术方案在于：所述切割叶片与摇瓶主体的材质为透明的聚碳酸酯。

进一步的技术方案在于：其中两所述通气口内分别插入有进样管和取样管，所述取样管伸入摇瓶主体的底部。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该增氧摇瓶的顶部开设有三个通气口，底部增加了防水透气结构，从而大大增加了气体交换的面积。其中三个通气口的开口方向不同，可从各个方向进气，从而进一步提高了进气量，并且从各个方向进气后，气体在摇瓶内形成扰动的气团，更易于融入基质当中；而底部的换气方式缩短了气体在摇瓶内的行程，使得气体更易融入基质内；并且增氧摇瓶上下通气，使得新鲜气体能够循环，增加了氧传递。

摇瓶在摇床上做圆周式运动时，利用切割结构与摇瓶内的液体(培养基)产生的运动速度差，将液体在无菌空气中切割分散，从而增大液体与无菌空气接触的表面积，使空气中的氧更多的溶入培养基中。

其中，切割结构采用十字型结构设置，能够减少中间液体旋涡，进一步的利于氧气溶解，且切割结构设于摇瓶底壁上，能够降低摇瓶在摇动过程中，切割结构对培养生物的剪切力，避免对细胞造成损伤。

综上，该增氧摇瓶通过增加氧气交换量以及氧气溶解量，以供悬浮细胞生长代谢所需，克服了现有技术中装液系数低、摇床转速高的问题，改善了悬浮细胞的生长环境，更有利于悬浮细胞的增殖以及基因蛋白的表达。

另外，第一防水透气膜的设置，不仅能够保证进入摇瓶内空气的无菌性，还能够减少摇瓶内液体的蒸发，保证细胞的正常生长。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型所述摇瓶主体底壁的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，一种高密度悬浮细胞培养增氧摇瓶，包括用于盛放培养基以培养细胞的摇瓶主体10，所述摇瓶主体10的顶部具有三个开口角度不同的通气口11，以增加摇瓶的进气面积，且三个通气口11的开口方向不同，可从各个方向进气，从而进一步提高了进气量，并且从各个方向进气后，气体在摇瓶内形成扰动的气团，更易于融入基质当中。在每一所述通气口11上安装有通气帽12，通气帽12可采用0.2μm聚四氟乙烯通气管帽，所述通气帽12上具有缺口，于缺口处覆盖有第一防水透气膜，第一防水透气膜的设置，不仅能够保证进入摇瓶内空气的无菌性，还能够减少摇瓶内液体的蒸发，保证细胞的正常生长。其中至少一通气帽12与通气口11可拆卸连接，以便于向该摇瓶内加液、换液以及清洗等操作。

在摇瓶主体10的底壁采用防水透气结构，所述防水透气结构包括网格板13、第二防水透气膜14和支撑架15，所述网格板13的边缘与摇瓶主体10侧壁固定，所述第二防水透气膜14复合于网格板13的下表面，所述支撑架15固定于摇瓶主体10的底部，对摇瓶主体10进行支撑使其底部悬空设置。其中第一防水透气膜和第二防水透气膜14均采用不透水的高分子材料，如EVA。网格板13的设置可增加防水透气结构的承载能力，可选用软铁丝网制成。摇瓶底部增加了防水透气结构，可从摇瓶底部进气，底部的换气方式缩短了气体在摇瓶内的行程，使得气体更易融入基质内。

该增氧摇瓶上下通气，使得新鲜气体能够循环，进一步增加了氧传递。

在摇瓶主体10内腔的底部中心固定有对培养基进行切割的切割结构，所述切割结构呈十字型布置。

摇瓶在摇床上做圆周式运动时，利用切割结构与摇瓶内的液体培养基产生的运动速度差，将液体在无菌空气中切割分散，从而增大液体与无菌空气接触的表面积，使空气中的氧更多的溶入培养基中。

其中，切割结构采用十字型结构设置，能够减少中间液体旋涡，进一步的利于氧气溶解，且切割结构设于摇瓶底壁上，能够降低摇瓶在摇动过程中，切割结构对培养生物的剪切力，避免对细胞造成损伤。

该增氧摇瓶通过增加氧气交换量以及氧气溶解量，以供悬浮细胞生长代谢所需，克服了现有技术中装液系数低、摇床转速高的问题，改善了悬浮细胞的生长环境，更有利于悬浮细胞的增殖以及基因蛋白的表达。

关于切割结构的具体形式，包括与网格板13固定的卡条座16，所述卡条座16呈十字型，具有四个安装臂，于每一安装臂的上表面沿其长度开设有倾斜的卡槽，多个所述卡槽顺向倾斜，每一所述卡槽内嵌入有一倾斜的切割叶片17。其中卡槽与切割叶片17为过盈配合，以保证切割叶片17与卡条座16固定的稳定性。切割叶片17采用长方形结构，并且切割叶片17与摇瓶主体10的底壁呈30°夹角，以保证有效的对液体进行分散切割。

为了减小剪切力，切割叶片17与摇瓶主体10的材质相同，优选的可采用透明的聚碳酸酯。

在其中两所述通气口11内分别插入有进样管18和取样管19，所述取样管19伸入摇瓶主体10的底部。其中进样管18和取样管19采用聚丙烯管，增加了进样管18和取样管19，利于补料和随时取样，减少了污染的可能性。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。