[發(fā)明專利]用于生長支撐在液體表面上的生物材料的生物反應(yīng)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810080756.6
• 申請日: 2004-05-25
• 公開（公告）號: CN101294133A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·E·布蘭森;K·艾弗里特;B·赫斯特;T·B·維克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 比奧萊克斯公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 鄭修哲

本申請是申請日為2004年5月25日、申請?zhí)枮?00480018305.X (國際申請?zhí)枺篜CT/US2004/016437)、發(fā)明名稱為“用于生長支撐在 液體表面上的生物材料的生物反應(yīng)器”的申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用生物反應(yīng)器來保持培養(yǎng)基以及促進(jìn)生物材料的生 長，并且尤其涉及用于生長需要光源的生物材料(比如水生植物)的 透明生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

光生物反應(yīng)器是允許光合微生物以可控的方式生長的設(shè)備。授權(quán) 給Forth的美國專利No.5,846,816(“Forth”)公開了一種生物物質(zhì)生 產(chǎn)裝置，其包括橫截面為倒三角形的透明腔室10，如Forth中的圖1 所示。延伸穿過這個腔室的是第一導(dǎo)管22，第一導(dǎo)管沿著其長度具有 多個穿孔以允許將氣體引入腔室中。還有一對連接到熱交換介質(zhì)供應(yīng) 站的熱交換導(dǎo)管26延伸穿過這個腔室。

空氣通過導(dǎo)管進(jìn)入的通道形成了一個區(qū)別性的流動模式，其使得 腔室中的液體向上循環(huán)通過腔室的中央?yún)^(qū)域、跨過腔室在蓋板16下面 的上部區(qū)域、然后沿著腔室側(cè)壁20向下返回到導(dǎo)管，如Forth中的圖 3所示。蓋板包括有兩個孔28，循環(huán)氣體由此離開腔室。表面上空氣 通道和液體循環(huán)保證了懸掛在其中的生物能暴露給光并且還防止了生 物(比如藻類)附著于腔室的壁上。

盡管Forth所公開的生物反應(yīng)器促進(jìn)了生物的生長，但是對于要 求無菌生長環(huán)境的應(yīng)用來說一般卻沒有什么用處。孔朝著可能包含空 中雜質(zhì)的空氣開放。這種雜質(zhì)對于必須達(dá)到美國食品及藥品管理局對 于避免雜質(zhì)的嚴(yán)格要求的藥物學(xué)應(yīng)用來說特別令人頭疼。

另外，F(xiàn)orth所要求的液體的恒定循環(huán)妨礙了一些類型生物的生 長。例如，浮萍科的完全不同的水生植物是最好在水面上生長的淡水 植物。這些表面生長的植物通常傾向于相對平靜的水面來支持和促進(jìn) 最佳生長。

因此，有利地是具有一種用于促進(jìn)植物類生物材料在與雜質(zhì)隔絕 的相對無菌環(huán)境中生長的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)。如果這種系統(tǒng)能夠促進(jìn) 表面生長的水生植物(比如浮萍科植物)的生長，那么更加有利。

發(fā)明內(nèi)容

以上優(yōu)點(diǎn)通過本發(fā)明的生物反應(yīng)器組件來獲得并且還闡述了其它 要求，這種生物反應(yīng)器組件用于保持培養(yǎng)基并支撐多種植物的生長。 該組件包括有光源和容器，該容器具有允許光穿過其中并且限定出填 充有培養(yǎng)基和生物材料的儲存器的透光壁結(jié)構(gòu)。儲存器的長軸基本上 水平以允許儲存器能被部分地填充培養(yǎng)基并且限制出用于支撐植物和 其它傾向于這種支撐的生物材料的相對較大表面積。該組件還可以包 括有夾具，用于將容器分開的壁結(jié)構(gòu)部分緊固和密封起來，并且包括 緊固到壁部分以維持無菌環(huán)境的端蓋。作為另一選擇，夾具可以限定 出貫穿的開口，其允許各種測量和控制生物反應(yīng)器功能的設(shè)備(比如 氣體供應(yīng)噴嘴、排氣噴嘴、氣體溫度探針、pH探針、取樣導(dǎo)管、氣 體成分探針以及培養(yǎng)基溫度探針)通過。

在一個實施例中，本發(fā)明包括一種用于保持培養(yǎng)基并支撐多種植 物生長的組件。該組件包括有至少一個光源和至少一個鄰近光源布置 的容器。該容器的壁結(jié)構(gòu)具有透光性以允許來自光源的光穿過并且與 其它部件一起限定出對周圍環(huán)境封閉的儲存器。儲存器為限定了長軸 大致在其最長尺寸上延伸的細(xì)長形狀。在該組件中，容器的朝向使得 儲存器的長軸相對于重力基本上處于水平面中。這樣，儲存器在部分 地填充有培養(yǎng)基時形成了植物支撐于其上的相對較大的培養(yǎng)基表面。

在一個方面，壁結(jié)構(gòu)具有橫截面恒定的擠壓形狀。例如，壁結(jié)構(gòu) 可以具有圓柱形、橢圓形或矩形橫截面。管壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)選尺寸范圍為 長度介于10至50英尺并且直徑介于2至12英寸。在長軸的橫截面中， 長軸優(yōu)選地與基本上水平的平面對齊以進(jìn)一步最大化培養(yǎng)基表面積。 例如，矩形橫截面的兩個對角可以定位為比剩余兩個對角更靠近基本 上水平的平面。

在另一個方面，可以使用多個容器，其中容器布置為豎直的堆疊 并且每個容器之間間隔開。這個豎直的堆疊可以與電動光源(比如作 為光源的光發(fā)射二極管或熒光燈)相結(jié)合。通過將燈定位在堆疊的兩 側(cè)上并且潛在地定位在容器之間的空間內(nèi)而將光供應(yīng)給豎直堆疊。