[發明專利]一種可脫氣在線自動連續檢測細胞濃度的裝置

有效

• 申請號: 201410281072.8
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104865394B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王軍;韋恩·柯蒂斯
• 申請（專利權）人: 王軍
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可脫氣在線自動連續檢測細胞濃度的裝置，尤其涉及一種在線自動連續檢測細胞培養體系或微生物工程體系中細胞濃度的裝置。

本發明還涉及一種可脫氣在線自動連續檢測細胞濃度裝置的使用方法和用途。

背景技術

在微生物培養或微生物工程過程中，通過檢測細胞濃度，可以了解細胞的繁殖、生長和生產狀況，以便進行有效的調節與控制。

細胞濃度檢測方法有取樣檢測法和在線檢測法，取樣檢測法一般是用取樣器從含有細胞的容器內取出一部分樣品進行處理、檢測，該法存在的問題有：(1) 取樣時有可能將污染物引入培養系統中；(2) 消耗分析用材；(3) 耗用人工較多；(4)耗時長，結果獲取滯后，不能及時進行實時反饋調控。

在線檢測法有光反射法和電容法等。光反射法是將一束光射入透明容器或容器的透明窗直達器內液體表面或器壁與液體的界面，并接收其反射光，根據入射光與反射光的強度差異獲得液體的細胞濃度。世界專利公開號WO2012016159A2，公開日為2012年2月2日，發明創造的名稱為快速確定顆粒濃度的光學傳感器(Optical sensor for rapid determination of particulate concentration)，該申請案公開了一種基于光反射法的細胞濃度測定法。該法存在的問題有:(1) 氣泡未消除，影響檢測結果的準確性；因微生物培養或微生物發酵過程中不斷產生氣體并以氣泡的形式存于液內，氣泡未消除，影響檢測結果的準確性。(2)測量結果是表面或界面的濃度，難以反映整體濃度，儀器接收的反射光是容器內液體表面反射的光或是容器壁與液體界面反射的光，所測細胞濃度是其表面或界面的濃度，由于液體表面的氣泡多于內部，表面組成與內部的不同，若攪拌不充分，表面濃度不能代表內部濃度；器壁與液體的界面是滯流層，傳質效果差，更新慢，界面組成隨時間的變化跟不上內部變化，界面濃度不能代表內部濃度。在線電容法是將感應器插入容器內，測量進入感應器液體的介電特性從而獲得細胞的濃度，該法存在的問題有：(1)氣泡未消除，影響檢測結果的準確性。(2)測量結果是感應器內濃度，難以反映整體濃度，由于感應器內液體與外界液體不能充分對流交換，器內更新慢，組成隨時間的變化跟不上感應器外部的變化，器內細胞濃度隨時間變化不能代表整體濃度隨時間的變化；(3)高濃度下易造成感應器阻塞。

發明內容

發明目的：為了克服現有細胞濃度檢測技術的不足，解決當前實時檢測細胞濃度存在的諸多問題，本發明提供一種可脫氣在線自動連續檢測細胞濃度的裝置，可在線實時自動連續檢測細胞培養液在培養過程中或微生物發酵體系在發酵過程中的細胞濃度，及時了解體系中的細胞濃度及其變化過程，為適時有效調控細胞培養條件或微生物發酵條件提供依據，為微生物工程自動化提供支撐。

該裝置可消除氣泡干擾，不易阻塞，細胞濃度檢測范圍大（光密度范圍0.05～60），無樣品損耗，不用耗材、結果準確、使用費低，并且各功能區高度整合、結構簡單、制造容易。

技術方案：本發明提供一種可脫氣在線自動連續檢測細胞濃度的裝置及其使用方法和應用，尤其涉及一種在線實時自動連續檢測細胞培養體系在培養過程中或微生物發酵體系在發酵過程中細胞濃度的裝置及其使用方法和應用。

具體地說是提供一種可脫氣在線實時自動連續檢測細胞濃度裝置的測量原理、結構、組件、使用方法與應用。

所述一種可脫氣在線自動連續檢測細胞濃度的裝置，如圖1所示，包括過濾器2、液體泵3、脫氣檢測池4、回路管5、光源6、光電轉換器7、信號處理器8及各段管道組成的可脫氣自動連續檢測循環裝置，其特征是：過濾器2、液體泵3、脫氣檢測池4、回路管5之間由管道相連，與細胞培養器1構成液體流動循環系統；光源、光電轉換器、信號處理器由電線相連，構成檢測、信號處理及控制系統；所述脫氣檢測池是使被檢測液體連續流動、脫氣消泡、檢測光可透過檢測的流通池；所述光源為波長與亮度均可調控的發光器；所述光電轉換器是光信號線性地轉換成電信號的轉換器件；所述信號處理器是具有數據處理和程序控制功能的計算機，能將光電轉換器輸入的電信號轉換成細胞濃度的數據，并能進行計算、保存、顯示、輸出等處理，同時還能按一定程序控制液體泵的流量、光源的亮度、光電轉換器的信號強度和檢測頻率等。

所述細胞培養器1是指含有細胞培養體系的容器或含有微生物發酵體系的容器，也可以理解為用于微生物培養容器或微生物工程容器或任何液相體系的容器。