细胞培养反应器(20201015210648)

动物细胞培养反应器动物细胞培养反应器动物细胞体外培养时，生物反应器是整个培养过程的关键设备，为细胞提供了一个适宜的生长环境，使之快速增殖并形成所需的生物组织制品。

由于动物细胞在其形态结构、培养方法以及所需的力学环境等方面均不同于微生物细胞，因而传统的微生物反应器显然已不适用于动物细胞大规模培养，特别是组织工程的需要，促使新型生物反应器的研究与开发。

动物细胞培养反应器-分类及结构特点动物细胞培养反应器1、搅拌式生物反应器搅拌式反应器靠搅拌桨提供液相搅拌的动力，它有较大的操作范围、良好的混合性和浓度均匀性，因此在生物反应中被广泛使用。

但由于动物细胞没有细胞壁的保护，因此对剪切作用十分敏感，直接的机械搅拌很容易对其造成损害，传统的用于微生物的搅拌反应器用作动物细胞的培养显然是不合适的。

所以，动物细胞培养中的搅拌式反应器都是经过改进的，包括改进供氧方式、搅拌桨的形式及在反应器内加装辅件等。

（1）供氧方式的改进一般情况下搅拌式反应器还常伴有鼓泡，为细胞生长提供所需氧分。

由于动物细胞对鼓泡的剪胞生长提供所需氧分。

由于动物细胞对鼓泡的剪切也很敏感，所以人们在供氧方式的改进上做了许多工作。

笼式供氧是搅拌式动物细胞反应器供氧方式的一种，即气泡用丝网隔开，不与细胞直接接触。

反应器既能保证混合效果又有尽可能小的剪切力，以满足细胞生长的要求。

北野昭一报道了一个经过改进的搅拌式动物细胞反应器，整体呈梨形，搅拌置于反应器底部，在搅拌轴外装了一个锥形不锈钢丝网与搅拌轴一起转动。

轴心处的鼓泡管在丝网内侧鼓泡，丝网外侧的细胞不与气泡直接接触。

（2）搅拌桨的改进搅拌桨的形式对细胞生长的影响非常大，这方面的改进主要考虑如何减小细胞所受的剪切力。

有人对搅拌桨的形式作了改进，并在反应器内加装了辅件，实验证明改进后的反应器适用于对剪切力敏感的细胞进行高密度培养。

反应器采用了一个双螺旋带状搅拌桨，顶部的法兰盖上安装了3块表面挡板。

每块挡板相对于径向的夹角为30°，垂直插入液面。

细胞培养技术中的生物反应器设计与优化一、引言细胞培养技术是现代生物科学的重要研究领域之一，它广泛应用于生物制药、组织工程、基因工程、癌症治疗等领域。

生物反应器作为细胞培养技术的核心装置，对细胞生长和代谢产物的生产效率有着至关重要的影响。

因此，生物反应器的设计和优化对于提高细胞培养过程中的产量、质量及成本效益具有重要意义。

本文将从生物反应器的设计、运行参数、传热传质效率、流量和搅拌速率等角度，简要介绍细胞培养技术中的生物反应器设计与优化。

二、生物反应器的设计生物反应器是细胞培养的关键装置，其设计需要考虑到包括细胞生长所需物质（培养基、氧气、温度等）的输送，收集代谢产物、对生物环境的监控等方面的因素，其结构也应能够为细胞自由生长提供足够的空间，提高反应器的填充率和细胞密度。

基于细胞类型、目标代谢产物和生产要求等因素选择不同的可控式反应器进行培养。

1.泡沫床反应器泡沫床是一种三维的拓扑结构，具有良好的生长环境和高的细胞密度。

通常，泡沫床反应器用于生产大量微生物单细胞蛋白、基因表达、疫苗和酵母细胞等大量代谢产物的培养。

其基本组成包括冷却器、搅拌器、气、液分布器、床体等。

2.悬浮式反应器悬浮式反应器又称为液体床反应器，是一种单相混合反应器，可以快速混合决定过程和均质悬浮的细胞或微生物。

在新陈代谢过程中应用较广，如单细胞蛋白代谢产物、抗生素的生产、细胞质合成、细胞生长等。

其基本组成包括气体入口、液位控制器、搅拌器、光照、水甲醛等等。

三、细胞培养中反应器运行参数反应器运行参数是细胞培养反应器的关键设定，针对不同的细胞类型、生产要求和目标产物等因素予以调控，能够提高产量、质量、保存生命周期、多样性、市场竞争力等方面的优势，如温度、pH值、氧气、营养等。

1.温度温度是细胞培养过程中的重要参数之一，不同细胞类型的最适生长温度不同，过高或过低的温度会严重影响细胞生长的速率和细胞数量。

在实际研究中，温度通常设置在35℃-37℃之间，为保证培养过程中温度的稳定性和均匀性，应根据反应器的结构进行优化设计。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021326677.1(22)申请日 2020.07.08(73)专利权人 苏州华拓生物科技有限公司地址 215000 江苏省苏州市太仓市北京西路6号创业中心二楼208室(72)发明人 董俊一　(51)Int.Cl.B65D 25/10(2006.01)B65D 85/30(2006.01)B65D 51/24(2006.01)B65D 25/38(2006.01)(54)实用新型名称一种生物细胞培养用反应器(57)摘要本实用新型公开了一种生物细胞培养用反应器，涉及反应器技术领域。

本实用新型包括箱体，箱体的内部安装有两个固定板，箱体的内壁安装有滑轮机构，箱体的底部安装有柱体，柱体的内部开设有第一凹槽，第一凹槽的内部安装有第一弹簧；两固定板之间滑动配合有固定座，固定座的底部铰接有连接杆。

本实用新型通过设置的第一弹簧，一方面实现了对固定座的升降，另一方面可以在运输过程中，起一定的缓冲作用，减少了反应器本体的抖动，而安装的限位组件，一方面可以对反应器本体起限位作用，另一方面在使用时防止了反应器本体因第一弹簧的拉伸而向上移动，从而提高了装置的稳定性。

权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 213169165 U 2021.05.11C N 213169165U1.一种生物细胞培养用反应器，其特征在于，包括：箱体(1)，箱体(1)的内部安装有两个固定板(5)，箱体(1)的内壁安装有滑轮机构，箱体(1)的底部安装有柱体(2)，柱体(2)的内部开设有第一凹槽(3)，第一凹槽(3)的内部安装有第一弹簧(14)；两固定板(5)之间滑动配合有固定座(11)，固定座(11)的底部铰接有连接杆(15)，连接杆(15)滑动配合在第一凹槽(3)内，且连接杆(15)的一侧固定在第一弹簧(14)一端，固定座(11)上设置有反应器本体(12)，固定板(5)的一侧安装有限位组件；箱体(1)的上侧转动配合有箱盖，箱盖的一侧与限位组件之间连接有牵引绳，且牵引绳配合在两限位组件的一侧和滑轮机构上。

[19]中华人民共和国专利局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1124292A[43]公开日1996年6月12日[21]申请号95113902.9[22]申请日95.11.7[71]申请人许晓增地址110011辽宁省沈阳市沈河区中街路14号刁佩德转共同申请人于国祥[72]发明人许晓增 于国祥 [74]专利代理机构沈阳市专利事务所代理人刁佩德[51]Int.CI 6C12M 1/04C12M 1/02C12N 5/00C12N 1/14权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页[54]发明名称细胞培养生物反应器[57]摘要一种细胞培养生物反应器，包括带有夹套的筒体及组其内的搅拌器，其中筒体的导流筒内设置螺旋式搅拌器和微孔膜透气器，在筒体上部与导流筒顶端相对应位置安装有视镜。

它有效克服了现有技术的缺点，具有环流混合、显著减小搅拌剪切力、渗透供氧、提高细胞培养效果和拓宽应用范围之特点。

95113902.9权 利 要 求 书第1/1页 1、一种细胞培养生物反应器，包括带有夹套的筒体及组其内的搅拌器，其特征是筒体的导流筒内设置螺旋式搅拌器和微孔膜透气器，在筒体上部与导流筒顶端相对应位置安装有视镜。

2、根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是微孔膜透气器置于导流筒上部。

3、根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是筒体顶盖上设有视镜。

95113902.9说 明 书第1/5页细胞培养生物反应器本发明涉及一种用于微生物、动物和植物细胞培养的生物反应器。

目前，对于微生物、动物和植物细胞培养用的生物反应器，特别是用于实验室中的生物反应器，主要采用机械搅拌式结构。

反应器中的机械搅拌装置一般常用平桨单桨或多桨式搅拌器，利用其高速旋转产生的搅拌剪切力，带动培养物流动。

因其在搅拌混合过程中的剪切力较大，易损坏被培养的细胞；高速旋转所形成的大气泡的破碎，也会对敏感细胞产生损伤作用，既使降低旋转速度也对细胞的培养效果有影响。