模块式高通量平行细胞培养系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种生物培养装置；具体涉及一种模块式高通量平行细胞培养系统，包括若干个反应罐体和层叠组合的模块组，模块组包括补料模块、温度及转速控制模块、传感器模块及供气模块，补料模块和供气模块设于模块组的上层，温度及转速控制模块和传感器模块设于模块组的下层，反应罐体设有反应罐盖，反应罐盖上固定电极、接头和温度传感器，补料模块及供气模块分别通过软管与反应罐盖的接头连通，电极通过信号线连接至传感器模块的传感器，反应罐体还设有磁性搅拌组件。本实用新型专利技术将用于培养的罐体数量进行了成倍式扩充，各功能元件的配置和布局更加合理紧凑，提高了生产能力，后期的操作和维护更加简单。

【技术实现步骤摘要】
模块式高通量平行细胞培养系统
本技术涉及一种生物培养装置；具体涉及一种模块式高通量平行细胞培养系统。
技术介绍
平行细胞培养系统是一个在可控条件下进行微生物、人源细胞、动植物细胞平行培养的系统，一套系统具备四组发酵单元，培养体积范围为300-1000mL，支持多套系统联用，以具备更大的培养通量。现有平行细胞培养系统，一般仅支持单一数量的罐体培养，无法进行倍数扩展。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于：提供一种模块式高通量平行细胞培养系统，将用于培养的罐体数量进行了成倍式扩充，各功能元件的配置和布局更加合理紧凑，提高了生产能力，后期的操作和维护更加简单。本技术为解决其技术问题所采用的技术方案为：所述模块式高通量平行细胞培养系统，包括若干个反应罐体和层叠组合的模块组，所述模块组包括补料模块、温度及转速控制模块、传感器模块及供气模块，所述补料模块和供气模块设于模块组的上层，所述温度及转速控制模块和传感器模块设于模块组的下层，所述反应罐体设有反应罐盖，所述反应罐盖上固定电极、接头和温度传感器，所述补料模块及供气模块分别通过软管与反应罐盖的接头连通，所述电极通过信号线连接至传感器模块的传感器，所述反应罐体还设有磁性搅拌组件，磁性搅拌组件和温度传感器通过控制线连接至温度及转速控制模块。本技术将平行细胞培养系统进行模块式分割，将用于培养的反应罐体数量进行了成倍式扩充，提高了生产能力，同时，模块组的每个模块集成相应功能，模块式结构使得功能元件的配置和布局更加合理紧凑，后期的操作和维护变得更加简单。使用时，补料模块和供气模块向反应罐体内提供细胞培养所需的培养液和气体，磁性搅拌组件对反应罐体内培养液进行均匀混合，温度及转速控制模块主要为控制芯片，通过控制芯片控制磁性搅拌组件的搅拌速度和罐体内培养液温度，传感器模块的传感器主要用于监测电极参数，以确定需要补充何种气体及气体补充量的大小。其中，优选方案为：所述模块组的各个模块均通过模块箱固定，所述模块箱包括支撑框架、框架底板、框架角板、框架前板、框架左侧板、框架右侧板、框架顶板及框架后板，框架底板、框架角板、框架前板、框架左侧板、框架右侧板、框架顶板及框架后板组成外部支撑后由支撑框架固定支撑，各模块的元件安装在模块箱内部，各模块箱的框架后板对应反应罐体设置连接件，不同模块的连接件有所不同，例如，补料模块和供气模块通过软管连接至反应罐体，仅需在其框架后板上对应软管设置软管接头用于连接软管即可，对于温度及转速控制模块和传感器模块而言，其与反应罐体的连接方式与另外两个模块有所不同，是电连接，为实现温度及转速控制模块与传感器模块同反应罐体的数据通信，在框架后板上设置航空插头，控制线一端连接航空插头，另一端连接反应罐体的对应元件。所述补料模块顶部设置辅料盒，所述辅料盒内放置若干辅料瓶，所述辅料瓶通过软管及补料模块的蠕动泵与反应罐体的接头连通，辅料瓶上连接软管，通过软管传送培养液。所述模块组和反应罐体之间设置管线槽，蠕动泵的出口连接的软管及供气模块的供气软管均通过管线槽连接至反应罐盖的接头，反应罐体上的接头数量根据需求设置，一般为6-8个，管线槽将软管集中到同一位置，走线整齐有序。所述模块组和管线槽之间对应蠕动泵的出口连接的软管设置供料软管盒，辅料瓶内装有不同的辅料，通过软管连接，软管又连接至蠕动泵，从蠕动泵穿过的辅料软管穿入供料软管盒，沿管线槽最后连接至反应罐体上的接头，供料软管盒主要起将蠕动泵接出的辅料软管连接至管线槽的作用。所述传感器模块包括溶氧浓度传感器和pH传感器，测量反应罐体内的溶氧浓度和pH值。所述磁性搅拌组件包括外磁轴、磁铁、步进电机、转动杆和磁性搅拌子，所述步进电机转轴连接外磁轴，外磁轴上固定磁铁，所述反应罐体内部对应磁铁设置磁性搅拌子，磁性搅拌子通过转动杆固定于反应罐体内部，转动杆通过轴承固定于反应罐盖中心位置，所述步进电机通过控制线连接至温度及转速控制模块，当步进电机旋转，磁铁跟随其转动，利用磁性物质同性相斥及异性相吸的特性，通过步进电机转轴旋转改变磁铁的极性位置,进而带动磁性搅拌子的转动，使罐体内的培养液均匀混合，温度及转速控制模块控制步进电机转速。所述步进电机通过电机固定架固定在支撑底板上，支撑底板上同时固定筒状反应罐托板护罩，电机固定架、步进电机、外磁轴和磁铁设于反应罐托板护罩中心孔内，反应罐托板护罩顶部固定反应罐托板，反应罐托板固定反应罐体。所述反应罐托板下半部分贴覆加热膜，加热膜通过隔热垫固定在反应罐托板外表面，反应罐托板底部设置冷却翅片，对应冷却翅片设置冷却风扇，反应罐托板护罩包裹在加热膜及冷却风扇外周，根据培养要求，通过加热膜或冷却风扇对反应罐体内的培养液进行加热或冷却，冷却翅片采用导热系数较高的铜、铝等金属。所述供气模块包括供气控制元件、电磁阀、转子流量计及快插接头，所述转子流量计固定在模块箱的框架前板上，所述快插接头固定在模块箱框架后板上，供气控制元件和电磁阀设置在模块箱内部，外部气体(主要包括O2、N2、CO2、空气)通过软管输送，软管与供气模块上固定的快插接头连接，在供气模块箱内部，同样通过软管，四种气体分别与电磁阀和转子流量计连接，最后连接至供气模块上的出气接头，以实现反应罐体的供气。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术将将平行细胞培养系统进行模块式分割，成倍式扩充了用于培养的反应罐体的数量，各功能元件的配置和布局更加合理紧凑，提高了生产能力，后期的操作和维护更加简单。使用时，补料模块和供气模块向反应罐体内提供细胞培养所需的培养液和气体，磁性搅拌组件对反应罐体内培养液进行均匀混合，温度及转速控制模块控制磁性搅拌组件的搅拌速度和罐体内培养液温度，根据培养要求，对反应罐体内的培养液进行加热或冷却及转速控制等操作，传感器模块的传感器主要用于监测电极参数，以确定需要补充何种气体及气体补充量的大小。附图说明图1是实施例1主视图。图2是实施例1俯视图。图3是实施例1立体图。图4是磁性搅拌组件结构图。图5是反应罐体结构示意图。图6是供气模块的模块箱示意图1。图7是供气模块的模块箱示意图2。图中：1、补料模块；2、温度及转速控制模块；3、传感器模块；4、供气模块；5、辅料盒；6、辅料瓶；7、供料软管盒；8、管线槽；9、磁性搅拌组件；10、反应罐体；11、反应罐托板；12、反应罐托板护罩；13、磁铁；14、外磁轴；15、电机固定架；16、步进电机；17、支撑底板；18、电极；19、接头；20、轴承；21、转动杆；22、磁性搅拌子；23、反应罐盖；24、模块箱；25、框架底板；26、框架角板；27、框架前板；28、框架左侧板；29、框架右侧板；30、框架顶板；31、框架后板；32、支撑框架；33、出气接头；34、蠕动泵；35、加热膜；36、隔热垫；37、冷却翅片；38、冷却风扇；39、转子流量计。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例做进一步描述：实施例1：如图1-3所示，本实施例所述模块式高通量平行细胞培养系统，包括若干个反应罐体10和层叠组合的模块组，所述模块组包括补料模块1、温度及转速控制模块2、传感器模块3及供气模块4，所述补料模块1和供气模块4设于模块组的上层，所述温度及转速控制模块2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块式高通量平行细胞培养系统，其特征在于，包括若干个反应罐体(10)和层叠组合的模块组，所述模块组包括补料模块(1)、温度及转速控制模块(2)、传感器模块(3)及供气模块(4)，所述补料模块(1)和供气模块(4)设于模块组的上层，所述温度及转速控制模块(2)和传感器模块(3)设于模块组的下层，所述反应罐体(10)设有反应罐盖(23)，所述反应罐盖(23)上固定电极(18)、接头(19)和温度传感器，所述补料模块(1)及供气模块(4)分别通过软管与反应罐盖(23)的接头(19)连通，所述电极(18)通过信号线连接至传感器模块(3)的传感器，所述反应罐体(10)还设有磁性搅拌组件(9)，磁性搅拌组件(9)和温度传感器通过控制线连接至温度及转速控制模块(2)。

【技术特征摘要】
1.一种模块式高通量平行细胞培养系统，其特征在于，包括若干个反应罐体(10)和层叠组合的模块组，所述模块组包括补料模块(1)、温度及转速控制模块(2)、传感器模块(3)及供气模块(4)，所述补料模块(1)和供气模块(4)设于模块组的上层，所述温度及转速控制模块(2)和传感器模块(3)设于模块组的下层，所述反应罐体(10)设有反应罐盖(23)，所述反应罐盖(23)上固定电极(18)、接头(19)和温度传感器，所述补料模块(1)及供气模块(4)分别通过软管与反应罐盖(23)的接头(19)连通，所述电极(18)通过信号线连接至传感器模块(3)的传感器，所述反应罐体(10)还设有磁性搅拌组件(9)，磁性搅拌组件(9)和温度传感器通过控制线连接至温度及转速控制模块(2)。2.根据权利要求1所述的模块式高通量平行细胞培养系统，其特征在于，所述模块组的各个模块均通过模块箱(24)固定，所述模块箱(24)包括支撑框架(32)、框架底板(25)、框架角板(26)、框架前板(27)、框架左侧板(28)、框架右侧板(29)、框架顶板(30)及框架后板(31)，框架底板(25)、框架角板(26)、框架前板(27)、框架左侧板(28)、框架右侧板(29)、框架顶板(30)及框架后板(31)组成外部支撑后由支撑框架(32)固定支撑，各模块的元件安装在模块箱(24)内部，各模块箱(24)的框架后板(31)对应反应罐体(10)设置连接件。3.根据权利要求1所述的模块式高通量平行细胞培养系统，其特征在于，所述补料模块(1)顶部设置辅料盒(5)，所述辅料盒(5)内放置若干辅料瓶(6)，所述辅料瓶(6)通过软管及补料模块(1)的蠕动泵(34)与反应罐体(10)的接头(19)连通。4.根据权利要求3所述的模块式高通量平行细胞培养系统，其特征在于，所述模块组和反应罐体(10)之间设置管线槽(8)，蠕动泵(34)的出口连接的软管及供气模块(4)的供气软管均通过管线槽(8)连接至反应罐盖(23)的接头(19)。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：范存金，丁小锋，宋道富，陈孝富，王晨，
申请(专利权)人：山东新华医疗器械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37