[發明專利]一種生物反應器

有效

• 申請號: 200910241680.5
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN101709266A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 霍小林;吳昌哲;李明
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲;賈玉忠

1.一種生物反應器，其特征在于：所述生物反應器由往復轉動的細胞培養罐總成模塊 (104)、氣體彌散控制總成模塊(102)和液體流向控制總成模塊(103)通過細胞培養液體 循環管道串聯連接組成；氣體彌散控制總成模塊(102)的管內腔第一端口連接所述生物反 應器外圍設備的管路；氣體彌散控制總成模塊(102)的管內腔第二端口連接到液體流向控 制總成模塊(103)的第一輸入端口(106)；液體流向控制總成模塊輸出端口連接到往復轉 動的細胞培養罐總成模塊(104)的輸入端口；往復轉動的細胞培養罐總成模塊(104)的輸 出端口與液體流向控制總成模塊第二輸入端口(107)相連接；氣源(105)的輸出端口連接 到氣體彌散控制總成模塊(102)的管外腔第一端口；氣體彌散控制總成模塊(102)的管外 腔第二端口開放，與外環境相通；動力傳遞機構把步進電機(215)的動力送達往復轉動的 細胞培養罐罐體(312)；

所述氣體彌散控制總成模塊(102)由透析柱(301)，氧氣(302)，氮氣瓶(303)，二 氧化碳氣瓶(304)和分別安放在氧氣、氮氣和二氧化碳控制通路上的第一、二、三電磁閥 門(305、306、307)組成；透析柱的管外腔第一端口與第一、二、三電磁閥門(305、306、 307)的輸出端相連接，用于將準備彌散進入細胞培養液的氣體導入；透析柱的管外腔第二 端口(404)開放與外環境相通，用作多余氣體排放；透析柱的管內腔第一端口(401)通過 管路與來自所述生物反應器外圍設備的管路相通，使細胞培養液流經透析柱內由疏水性聚砜 半透膜材料制成的中空纖維毛細管芯，并通過透析柱的管內腔第二端口(402)到達液體流 向控制總成模塊的輸入端口；所述液體流向控制總成模塊(103)由兩臺雙頭蠕動泵組成， 在一號蠕動泵的泵身上安裝有一號蠕動泵前泵頭(308)和一號蠕動泵后泵頭(309)，在二 號蠕動泵的泵身上安裝有二號蠕動泵前泵頭(310)和二號蠕動泵后泵頭(311)；兩臺雙頭 蠕動泵交替工作；所述往復轉動的細胞培養罐總成模塊(104)由底座(220)和垂直焊接在 所述底座(220)上的步進電機支架(218)和軸承座支架(221)提供穩固的支撐；由步進電機 緊固螺釘(216)、步進電機減震座(217)、步進電機支架(218)和步進電機支座轉角(219) 為步進電機(215)提供減震和支撐；由被螺釘固定在軸承座支架(221)上的軸承及軸承座 (210)和轉動軸(209)，并與法蘭(207)、平頭平鍵(208)和聯軸器(211)共同組成動力傳遞 機構；往復轉動的細胞培養罐罐體(312)以動力傳遞機構中心軸線的延長線為軸與步進電 機一起在一、四或二、三象限內做180°的往復轉動；

液體流向控制總成模塊與往復轉動的細胞培養罐總成模塊的動作配合關系是：當往復轉 動的細胞培養罐罐體在第一象限范圍內轉動時一號蠕動泵工作，當往復轉動的細胞培養罐罐 體在第四象限范圍內轉動時二號蠕動泵工作；當往復轉動的細胞培養罐罐體轉動過0°時， 液體流向控制總成模塊的兩個蠕動泵的工作狀態進行交替；反之如選擇往復轉動的細胞培養 罐罐體在二、三象限內做往復轉動，當往復轉動的細胞培養罐罐體轉動過180°時，液體流 向控制總成模塊兩個蠕動泵的工作狀態進行交替；培養液總是從往復轉動的細胞培養罐罐體 底部端口進入，從頂部端口排出。

2.根據權利要求1所述的生物反應器，其特征在于：所述透析柱(301)由上萬根多 孔空心毛細纖維管組成；多孔中空纖維毛細管呈平行排列，置于圓柱形密封倉內，在半透膜 材料制成的多孔纖維毛細管壁的半透膜內外形成管內腔和管外腔兩個獨立的腔隙；所述管內 腔第一端口(401)和管內腔第二端口(402)與透析柱(301)的管內腔兩端分別相通，管 外腔第一端口(403)和管外腔第二端口(404)與透析柱(301)的管外腔相通。