[發明專利]用于在懸浮液中培養組織細胞和微生物的設備

無效

• 申請號: 00118030.4
• 申請日: 2000-03-24
• 公開（公告）號: CN1315499A
• 公開（公告）日: 2001-10-03
• 發明（設計）人: 瓦斯里·伊萬諾維奇·基斯里克;朱里·阿克門托維奇·拉馬扎諾夫;安德列·彼得羅維奇·拉普克夫
• 申請（專利權）人: 沙亞尼內部股份公司
• 主分類號: C12M3/02
• 分類號: C12M3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄭修哲

本發明涉及生物技術，特別是在懸浮液中培養組織細胞或微生物的設備。

現有技術(SU,AL,No.1331888,1987)公開了在懸浮液中培養組織細胞和微生物的設備包括一個密封的水箱，水箱的底部連有喂入流通氣體的支管。一組支管切向地安裝在水箱的圓筒壁上，另一組支管平行于水箱的圓筒壁安裝。在培養過程流，通氣體馬上使懸浮液進行渦旋運動、同時使懸浮液沿著設備的軸線以上升和下降氣流的形式循環。

然而，由于培養過程中懸浮液中形成了大量的氣泡，氣泡的破壞將導致相當數量細胞的死亡，因此這種設備不能用于培養易損的動物組織細胞和人體組織細胞的。由送風而引起的氣體流通也產生了使部分細胞損傷的泡沫。消除泡沫需要在營養介質中加入昂貴的無毒泡沫清除劑，由此使培養的技術過程復雜，并且使用泡沫清除劑導致了培養介質的變質。

現有技術(US,A,No.4259449,1981)公開了在懸浮液中培養組織細胞和微生物的設備，其包括一個帶有蓋和用于喂入流通氣體支管及排出廢氣支管的圓筒型水箱，以及一個以蓖條的形式放置在水箱底部、用于混合懸浮液的設備。氣體通過蓖條進入水箱產生靜水壓力，以防止在懸浮液中細胞沉積。

然而，為了防止細胞的損傷而減少了流通氣體的喂入量，使物質轉換過程惡化，這又使得用這種設備培養細胞的生產率很低。即使這樣也不能完全防止細胞的損傷并且仍產生了大量的泡沫。

現有技術(WO,92/05245,Al,02.04.92)也公開了在懸浮液中培養組織細胞和微生物的設備，其包括一個帶有蓋和用于喂入流通氣體支管及排出廢氣支管的圓筒型水箱，以及一個用于混合懸浮液的裝置。混合懸浮液裝置包括水平葉輪和一個環形板，水平葉輪安裝在垂直驅動軸上，并剛好放置在蓋的下方的水箱的頂部；環形板放置在水平葉輪之下，它帶有排出氣體的中心孔，安裝在水箱壁圓周上，使葉輪的周圍形成了環形空腔。在用于通過氣體的環形隔板上形成的狹縫型的開口均勻地設在圓周上，并與水平面成傾角。喂入流通氣體的支管安裝在與葉輪同軸的蓋上，排出廢氣的支管與所述的環形空腔相連，并安裝在蓋的邊緣上。

這種設備的缺點是懸浮液同軸渦旋運動(帶有軸向逆流的潛在渦旋)，它在該懸浮液表面上的氣體以很高的速度運動(高于15-18m/s)時形成，也就是需要消耗很多能量。同時從表面帶走懸浮液滴，接著撞擊水箱壁。與設備壁的撞擊還會使懸浮液滴中的細胞損傷，即在此損失了大量細胞。隨著葉輪旋轉速度的降低及氣體的運動減慢(6-8m/s)，可以觀察到在懸浮液的表面上懸浮液不穩定的流動，即：懸浮液軸對稱渦旋運動形式的定期變化為懸浮液自動振蕩形式，連續的波浪沿著水箱的壁升起。懸浮液的液相表面變形，并表現為一個不對稱的轉動拋物面。在設備中所有懸浮液整體振蕩搖晃整個設備，這樣在細胞培養過程中將對其產生不好的效果。另外，設備的結構允許在懸浮液的高度等于或小于水箱的直徑處培養細胞。如果充滿水箱的細胞懸浮液高度大于水箱的直徑，將會在水箱的底部形成滯流區。在培養過程中，細胞會不可避免地停流在該區域并會因缺氧而壞死。

眾所周知，用于培養組織細胞或微生物懸浮液的設備包括一個帶有蓋子和分別用于喂入流通氣體支管及排出廢氣支管的圓筒型水箱，以及一個用于混合懸浮液的裝置，該裝置包括安裝在垂直空心軸上并放置在水箱頂部、剛好在蓋下方的水平葉輪(WO,93/21301,Al,28.10.93“設備結構的第一種方案”)。用于氣體流通和介質混合的該裝置有一個環形隔板和一個相對于細胞懸浮液的表面穩定該環形隔板位置的機構，該環形隔板安裝在圓筒型水箱中與葉輪同軸，并使葉輪在水箱的圓筒壁和環形隔板之間留有一個間隙。根據該發明的這一實施例，相對于細胞懸浮液的表面，穩定環形隔板位置的機構借助固定裝置以支架的形式連接于水箱蓋并連接在環形隔板上，使設備能相對于水箱的高度來改變環形隔板的位置。環形隔板應當浸入的深度為H≥0.02(D1-D2)，式中：

D1表示環形隔板的外徑；

D2表示環形隔板軸向孔的直徑。