[實用新型]一種生物細胞反應器的氣體動態控制系統

有效

• 申請號: 201820579917.5
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN208224872U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張豪
• 申請（專利權）人: 蘇州歐飛納米科技有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G05B11/42
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

一種生物細胞反應器的氣體動態控制系統，包括：二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶、氧氣鋼瓶、細胞培養袋、中央控制器和氣體混合裝置；二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶和氧氣鋼瓶分別通過比例閥與氣體混合裝置連通，氣體混合裝置的輸出端與細胞培養袋連通，細胞培養袋的輸出端設有單向閥；中央控制器根據二氧化碳、氮氣、空氣和氧氣的設置參數動態調節各比例閥的開度，使二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶和氧氣鋼瓶按控制的流量向氣體混合裝置輸送氣體，混合氣體實時連續地充入細胞培養袋內，待細胞培養袋內的混合氣體壓力達到閾值時，單向閥將細胞培養袋內的混合氣體排出。加快了氣體的交換速率，提高了培養液中溶氧率和二氧化碳溶解率。

技術領域

本實用新型涉及生物細胞反應器技術領域，具體涉及一種生物細胞反應器的氣體動態控制系統。

背景技術

在細胞培養領域，氣體對細胞生長的活性，快慢、成活率等因素起著尤為重要的作用。不同的細胞對各種氣體的濃度、通入的流量需求各不相同，同一種細胞在不同的培養階段對氣體的濃度，流量、種類等要求也不盡相同。為了保證細胞培養的高效性，實時性。需要對培養過程中氣體的濃度、流量做到實時監測并控制，提高細胞存活率。

目前市場上的細胞培養設備對氣體監控部分主要還是類似于二氧化碳細胞培養箱這種階段性、擴散式的監控方式。就是先必須將容器封閉好，對其沖入純二氧化碳，當整個容器中的氣體濃度達到設定的二氧化碳濃度目標值時即停止充氣，讓細胞靜態的生存在整個氣體環境中。這種方式調節速度慢，不能滿足氣體以某種濃度、流量實時連續的充入到容器中，以增大培養液與氣體的接觸面，提高容器內氣體的交換速率和培養液的溶氧率，從而提高細胞存活率。

發明內容

本申請提供一種生物細胞反應器的氣體動態控制系統，包括二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶、氧氣鋼瓶和細胞培養袋；還包括：中央控制器和氣體混合裝置；

二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶和氧氣鋼瓶分別通過相應的比例閥與氣體混合裝置連通，氣體混合裝置的輸出端與細胞培養袋連通，細胞培養袋的輸出端設有單向閥；

中央控制器根據二氧化碳、氮氣、空氣和氧氣的設置參數動態調節各比例閥的開度，使二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶和氧氣鋼瓶按控制的流量向氣體混合裝置輸送氣體，氣體混合裝置內的混合氣體實時連續地充入細胞培養袋內，待細胞培養袋內的混合氣體壓力達到閾值時，單向閥將細胞培養袋內的混合氣體排出。

一種實施例中，還包括第一信號調理電路，第一信號調理電路的輸出端耦合至比例閥，輸入端耦合至中央控制器的輸出端，第一信號調理電路根據中央控制器的輸出信號調節比例閥的開度。

一種實施例中，還包括流量計和第二信號調理電路；

比例閥、流量計和第二信號調理電路順次耦合連接，第二信號調理電路的輸出端耦合至中央控制器的輸入端；

流量計用于檢測比例閥當前的輸出流量；

第二信號調理電路將比例閥當前的輸出流量轉換為反饋信號并發送至中央控制器；

中央控制器根據反饋信號控制第一信號調理電路調節比例閥的開度。

一種實施例中，還包括二氧化碳濃度檢測腔和氧氣濃度檢測腔，氣體混合裝置的輸出端、二氧化碳濃度檢測腔、氧氣濃度檢測腔和細胞培養袋順次連通。

一種實施例中，二氧化碳濃度檢測腔內置有二氧化碳濃度傳感器，氧氣濃度檢測腔內置有氧氣濃度傳感器，二氧化碳濃度傳感器和氧氣濃度傳感器分別通過RS485與中央控制器通訊，中央控制器根據二氧化碳濃度傳感器或/和氧氣濃度傳感器反饋的檢測值控制第一信號調理電路調節比例閥的開度。

一種實施例中，還包括減壓裝置，減壓裝置分別設置于所述二氧化碳鋼瓶、氮氣鋼瓶、空氣鋼瓶、氧氣鋼瓶和相應的比例閥之間，減壓裝置與中央控制器通過RS485通訊連接，減壓裝置用于調節各個鋼瓶出口的氣體壓力。