[發明專利]菌體培養裝置和方法及采用此類裝置的菌體培養系統

無效

• 申請號: 00117635.8
• 申請日: 2000-05-18
• 公開（公告）號: CN1324924A
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發明（設計）人: 周鐳
• 申請（專利權）人: 周鐳
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 馬鐵良,陳霽

本發明涉及菌體培養裝置，具體地說是進行容器內外的空氣無菌交換的菌體培養裝置和方法。本發明適用于菌體的擴大培養、特別是由試管菌種進行的擴大培養。

在菌體培養過程中，尤其是由試管菌種擴大培養時，廣泛使用一種機械式的搖瓶機(簡稱“搖床”)。目前使用的搖瓶機，國內外型號及種類繁多，如上海工業微生物研究所設計監制、江蘇無錫縣查橋輕工機械廠制造的DXY型獨軸旋轉式搖瓶機，CXY-2型往復式搖瓶機，美國FORMA?SCIENTIFIC公司生產的4520型搖瓶機，等等。但是，不論何種型號的搖瓶機，其原理都是在其工作臺面上，放有很多玻璃瓶，瓶內裝有接好菌種的液體培養基，接通電源后，該機以一定的振動頻率晃動，直至菌體生長周期的完成。所以，搖瓶機的主要作用是使瓶內的培養基液面晃動，使空氣進入瓶內，供菌體生長使用。但是，不論是國內或國外的搖瓶機都因工作原理，存在如下缺點：(1)由于整個工作臺面晃動，所以整機的功率消耗較大，通常在1KVA左右；(2)長時間的機械振蕩，易發生機械故障；(3)長期機械磨損，使機械噪聲變大，污染環境；(4)由于一直處在晃動工作狀態，瓶內的液體不可能裝得很多，通常是瓶子容量的20％左右；(5)組合性能差。有時只做一、二支瓶子的菌體實驗時，也得開動整臺搖瓶機，這樣浪費能源；(6)機器維修困難。

1994年9月20日公開的日本特許公開6-261747披露了一種利用電磁攪拌的液體培養方法及培養裝置，在該申請中一個具有磁性體和攪拌翼的攪拌子借助于浮力耦合在槽內培養液自由表面上，通過槽底部的外部磁力的旋轉帶動攪拌子旋轉，促使槽內培養液流動，從而達到生物細胞的正常培養。但是該方法及裝置并未披露氣體交換的有關細節。

1995年11月28日頒發的美國專利5470152披露了一個具有磁耦合式混合器的攪拌筒。該混合器包含一個和電機耦合的驅動磁體以及一個下端固定有葉輪的從動磁體，這兩個磁體之間為磁耦合，使得驅動磁體旋轉一周導致從動磁體和葉輪旋轉一周。該電機帶動驅動磁體旋轉，從而最終使葉輪旋轉，使攪拌筒內的液體流動。但該專利沒有提及控制空氣特別是氧氣進出的通道。

1976年8月2日公開的SU-808114披露了一個菌類液體中混合固態和氣態物質的攪拌器，但它同樣未提及攪拌器和外界是如何進行空氣交換的。

本發明的目的是提供插入容器內的換氣裝置，促使容器內外作無菌空氣交換，從而降低成本及其能源消耗。

根據本發明的第一方面是提供磁耦合式菌體培養裝置，它包括：用于盛放菌種培養基液體的容器，該容器具有在其頂部的一或多個出氣口和一個開口，各出氣口各自帶有空氣過濾膜；固定在容器之上并罩住所述開口的過濾密封罩，該密封罩上有配置了空氣過濾膜的入口；密封罩內一個中空的吸氣管，它向下穿過所述開口并伸入容器中，可相對于密封罩和瓶體轉動；固定在吸氣管下端的葉輪，它和吸氣管氣體相通；固定在吸氣管上端的從動磁體；在葉輪附近相對于容器固定的阻擋結構，用于防止容器內液體產生渦流；當外加旋轉磁場的時候從動磁體在其作用下帶動吸氣管及葉輪轉動，經入口進入吸氣管中的過濾空氣靠離心力拋入液體中，達到空氣交換的目的。

根據本發明的第二方面是提供菌體培養裝置，它包括：盛有液體的容器，該容器包括在其頂部的帶有空氣過濾膜的一或多個出氣口和一個開口；固定在容器上方的空氣凈化室，該凈化室的壁上有配置了空氣過濾膜的一或多個入口；凈化室內的一個中空吸氣管，它向下穿過所述容器開口并伸入容器中，吸氣管上端通過聯軸器咬合在微電機的驅動軸上，吸氣管上端口設有空氣過濾膜；固定在吸氣管下端的葉輪，和吸氣管氣體相通；在葉輪附近固定在容器上的阻擋結構，用于阻擋容器內的液體以防止其產生渦流；除吸氣管外，幾乎不存在由空氣凈化室進入容器的通道；微電機在接通的時候驅動吸氣管及葉輪轉動，因此經入口進入吸氣管中的過濾空氣靠離心力拋入液體中。