[發明專利]一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器

在審

• 申請號: 201510325387.2
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104962465A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 林潘海
• 申請（專利權）人: 泉州正和堂生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/12;C12M1/02
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技術領域

本發明公開一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器，屬于機械工程與生物工程領域。

背景技術

鐵皮石斛是蘭科石斛屬多年生附生草本植物，為我國名貴中藥材，習稱“耳環石斛”或“鐵皮楓斗”，以外觀具有“龍頭鳳尾”者為佳，用于陰傷津虧，口干煩渴，食少干嘔，病后虛熱，目暗不明。由于鐵皮石斛的種子極小，無胚乳，自然條件下萌發需與某些真菌共生，而且很難用實生苗栽培，加上長期過度開采，野生鐵皮石斛瀕臨滅絕。以鐵皮石斛為材料研究試管苗分化及壯苗培養的報道較多，但試管苗移栽成活率低，目前還未能應用試管苗進行大面積栽培。為了更好地發揮鐵皮石斛的藥用價值，必須尋找一套與常規栽培不同的方法。當前，植物細胞大規模培養是生產有用的和新化學成分的重要途徑之一。鐵皮石斛試管苗的繁殖一般要經過原球莖階段，而原球莖實質上是正在生長分化的體細胞胚胎，具有植株同樣的物質代謝和形態發育的潛能，而且在藥理作用上，高建平等通過免疫藥理的研究發現，?鐵皮石斛原球莖與原藥材作用相似，能提高機體的非特異性免疫功能和細胞免疫功能，因此，用原球莖代替全植株成為藥源是可行的。

目前，研究多采用固體培養來進行原球莖的增殖，或有少數率先采用搖瓶液體培養，均難于實現大規模工廠化生產，且都采用外部光源和環境控溫，無法保證原球莖始終處于最佳狀態下生長，影響生長周期和多糖的累積。本發明通過對原球莖在液體培養過程中對營養物質需求的特性和原球莖的生長和營養消耗規律，優化原球莖快速生長和多糖積累的培養條件。根據原球莖生長所需要的最佳培養條件結合大型植物細胞發酵罐的設計原理，進而實現了本發明的成功研制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器，采用150L大型生物反應器，用于大規模克隆培養藥用原球莖。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案要：一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器，其特征在于該反應器具有超低剪切力攪拌系統、內置光照自動控制系統、獨立滅菌取樣系統、獨立滅菌出料系統、獨立滅菌空氣過濾系統、外循環自動控溫系統、自動補料系統。

進一步的，所述的150L生物反應器，內置溫度傳感器、pH電極、溶氧電極和消泡電極。

進一步的，低剪切力攪拌系統，包括：雙圓邊螺旋攪拌槳，置于空氣分布器中上方，在攪拌槳外圍加設一個導流筒，攪拌槳轉動時會在導流筒中形成向上的虹吸力，可以將底部的培養基導流到上部，將上部的培養基向下導流。

進一步的，內置光照自動控制系統，包括：在罐壁四周加裝四根LED燈柱，燈柱外壁是由無鉛耐高溫玻璃燒制而成，長度為罐體高度的3/4，每一根燈柱放置四組5W的耐高溫LED燈頭。

進一步的，獨立滅菌取樣系統，包括：取樣放料閥、進蒸汽閥、蒸汽排污閥、取樣帽和取樣口組成，取樣放料閥焊置于罐體下方3/4處，口徑為25mm，進蒸汽閥與總進汽管連接，蒸汽排污閥與總蒸汽排污閥連接，取樣帽與取樣口連接。

進一步的：獨立滅菌出料系統，包括：出料放料閥、出料口、出料帽、進蒸汽閥、蒸汽排污閥，其中出料放料閥焊置于罐底，口徑為35mm，進蒸汽閥與總進汽管連接，蒸汽排污閥與總蒸汽排污閥連接，出料帽與出料口連接。

與現有技術相比，本發明可以實現超大規模的藥用原球莖生產，且具有超低的剪切力，在培養過程中不會對原球莖產生機械損傷；導流筒可以對培養液進行充分的攪拌，保障每一顆原球莖都能均勻的分配到營養因子、氧氣和二氧化碳；內置的LED光源可以保障原球莖可以獲得充足的光照；自動補料系統可以為中途培養添加新鮮的營養因子，促進原球莖更好更快地生長和次級代謝物的累積；自動控溫系統可以精準控制原球莖最佳的培養溫度。

附圖說明

附圖用于提供對本發明的進一步理解，瓶且構成說書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。

圖1?為本發明所述一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器的罐體結構示意圖。

圖2?為本發明所述一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器的罐蓋結構示意圖。

圖3?為本發明所述一種應用于鐵皮石斛原球莖克隆培養的大型生物反應器的罐內結構示意圖。