一种多通道微型生物反应器的制作方法

本发明涉及微型生物领域，特别涉及一种多通道微型生物反应器。

背景技术：

生物反应器是为活细胞增殖和生化反应提供适宜环境的专用设备。现阶段，哺乳细胞表达的产品销售额占生物药物的70％，哺乳细胞已成为现代生物制药最重要的表达/生产系统，而实现哺乳细胞培养的唯一途径是生物反应器。

目前，国内外有多种哺乳细胞表达的重组蛋白药物在研发。高通量筛选作为生命科学、药物创新领域的重要技术手段之一，在重组蛋白药物研发领域有着广泛应用。高通量筛选的核心是通过一次实验获得大量的信息，并从中找出有价值的信息。同时，稳定高表达的细胞克隆/细胞株及其优化的培养策略、培养条件、培养工艺也是生物药物领域高效低成本生产的关键。

因此，需要一种多通道的微型哺乳细胞培养平台，在减小对敏感的细胞或微生物损伤的同时，实现高通量筛选或/和多样品的平行培养。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多通道微型生物反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多通道微型生物反应器，包括底座，所述底座的顶部固定连接有保温箱体，所述底座的内部镶嵌有振荡器，所述振荡器的顶端设置有摇盘，所述摇盘位于底座的上表面，所述摇盘的上表面开设有多个呈矩形阵列分布的容器孔，所述容器孔的内部设置有培养容器，所述培养容器位于保温箱体的内腔，所述培养容器的顶端通过卡箍固定连接有不锈钢顶盖，所述保温箱体的一端内部镶嵌有plc控制器，所述保温箱体的正面设置有箱门，所述保温箱体的一端表面设置有触控面板，所述保温箱体的顶端设置有检修窗。

优选的，所述保温箱体的顶端内部镶嵌有风机和电加热器，所述保温箱体的内顶壁中部固定连接有温度电极，所述温度电极位于风机和电加热器之间。

优选的，所述不锈钢顶盖的顶端边缘设置有进气管、排气管、do电极、ph电极、补料插针和取样接口。

优选的，所述进气管和排气管对称分布，所述进气管的底端延伸至培养容器的底端。

优选的，所述do电极和ph电极通过导线与plc控制器电连接，所述补料插针通过连通管与外界的酸泵、碱泵、补料泵以及消泡装置相连通。

优选的，所述补料插针连接的连接管上设置有蠕动泵，所述蠕动泵的内部设置有质量流量计。

一种多通道微型生物反应器的控制系统，包括plc控制器，所述plc控制器的输入端分别电连接温度电极的输出端、do电极的输出端以及ph电极的输出端，所述plc控制器的连接端电连接触控面板的连接端，所述plc控制器的输出端分别电连接振荡器的输入端、风机的输入端、电加热器的输入端以及蠕动泵的输入端。

优选的，所述质量流量计的输出端电连接plc控制器的输入端。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过在底座上设置有振荡器，振荡器上配合其上的摇盘能够同时带动多个培养容器振动摇晃，降低了因转速不均而造成的误差，提高了试验对比的精度；

2、本发明通过在培养容器内设置ph电极和do电极，可实时测定与记录每个培养容器内培养液的ph和do值,同时plc控制器通过控制蠕动泵将料液注入培养容器内，能够根据设定值对培养液的ph、do进行控制；

3、本发明通过在保温箱体内设置有温度电极，温度电极能够实时监测保温箱体内的温度，plc控制器通过控制风机和电加热器能够对保温箱体内的温度进行控制调节；

4、本发明通过配置西门子s7-系列plc控制系统，对温度、摇盘转速等参数进行检测控制，同时对每个平行培养单元内的ph、do、通气量等参数进行分别检测和控制。

附图说明

图1为本发明整体结构的正视示意图。

图2为本发明整体结构的示意图。

图3为本发明摇盘结构的俯视示意图。

图4为本发明不锈钢顶盖结构的俯视示意图。

图5为本发明培养单元的原理示意图。

图6为本发明控制系统的示意图。

图中：1、底座；2、保温箱体；3、振荡器；4、摇盘；5、容器孔；6、培养容器；7、不锈钢顶盖；8、plc控制器；9、箱门；10、触控面板；11、检修窗；12、风机；13、电加热器；14、温度电极；15、进气管；16、排气管；17、do电极；18、ph电极；19、补料插针；20、取样接口；21、蠕动泵；22、质量流量计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-6所示的一种多通道微型生物反应器，由图1-3所示，包括底座1，底座1的顶部固定连接有保温箱体2，底座1的内部镶嵌有振荡器3，振荡器3的顶端设置有摇盘4，摇盘4位于底座1的上表面，振荡器3能够带动摇盘4振动摇晃，摇盘4的上表面开设有多个呈矩形阵列分布的容器孔5，容器孔5的内部设置有培养容器6，通过这样的设置，使得摇盘4能够带动多个不同的培养容器6进行同步摇晃搅拌，培养容器6位于保温箱体2的内腔，培养容器6的顶端通过卡箍固定连接有不锈钢顶盖7，保温箱体2的一端内部镶嵌有plc控制器8，plc控制器8为西门子s7-系列plc控制系统，对温度、摇盘转速等参数进行检测控制，同时对每个平行培养单元内的ph、do、通气量等参数进行分别检测和控制，保温箱体2的正面设置有箱门9，保温箱体2的一端表面设置有触控面板10，触控面板10能够根据需要改变每个培养容器6内do和ph的设定值，保温箱体2的顶端设置有检修窗11，保温箱体2的顶端内部镶嵌有风机12和电加热器13，风机12和电加热器13配合能够调节保温箱体2内的温度，保温箱体2的内顶壁中部固定连接有温度电极14，温度电极14位于风机12和电加热器13之间，温度电极14能够实时监测保温箱体2内的温度，并将数据传输给plc控制器8。

由图4和图5所示，不锈钢顶盖7的顶端边缘设置有进气管15、排气管16、do电极17、ph电极18、补料插针19和取样接口20，进气管15和排气管16对称分布，进气管15的底端延伸至培养容器6的底端，通过这样的设置使得进入培养容器6的氧气能够充分的分散到培养容器6内的溶液中，do电极17和ph电极18通过导线与plc控制器8电连接，do电极17和ph电极18能够实时测定与记录每个摇瓶内培养液的ph和do值，并将数据传输给plc控制器8，补料插针19通过连通管与外界的酸泵、碱泵、补料泵以及消泡装置相连通，补料插针19连接的连接管上设置有蠕动泵21，蠕动泵21能够将料液通过补料插针19注入培养容器6内，蠕动泵21的内部设置有质量流量计22，质量流量计22能够将补料液的流量。

由图6所示，一种多通道微型生物反应器的控制系统，包括plc控制器8，plc控制器8的输入端分别电连接温度电极14的输出端、do电极17的输出端以及ph电极18的输出端，plc控制器8的连接端电连接触控面板10的连接端，plc控制器8的输出端分别电连接振荡器3的输入端、风机12的输入端、电加热器13的输入端以及蠕动泵21的输入端，质量流量计22的输出端电连接plc控制器8的输入端，质量流量计22能够检测流经蠕动泵21的料液的流量，并将数据传输给plc控制器8。

本发明工作原理：

本装置在工作时，首先打开箱门9并将培养容器6放入容器孔5内，然后将do电极17和ph电极18通过导线与plc控制器8连接，接着通过连接管将补料插针19与蠕动泵21连接，然后关闭箱门9并启动振荡器3，振荡器3带动摇盘4晃动，对摇盘4上的多个培养容器6进行同步振动摇晃，通过保温箱体2内的温度电极14检测保温箱体2内腔的温度，并将温度数据传输给plc控制器8，plc控制器8通过控制风机12和电加热器13来调节保温箱体2内的温度，培养容器6内的do电极17和ph电极18实时监测培养容器6内的do值和ph值，并将数据传输给plc控制器8，plc控制器8通过设定值控制蠕动泵21将外界的酸泵和碱泵内的酸碱液通过补料插针19注入到培养容器6内，调节培养容器6的ph值，达到了自动补料的效果，同时通过触控面板10能够调节温度、do和ph，其中蠕动泵21上的质量流量计22能够检测注入液体的流量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。