一种生物反应器

1.本实用新型属于生物技术领域，尤其涉及一种生物反应器。


背景技术：

2.目前，细菌的培养主要为在摇床中进行大量培养，但是其存在无法实时监控细菌生长代谢指标（如ph值、co2浓度、o2浓度等）的缺陷。并且，每次培养时只能一次性放入定量培养液，无法控制培养液的更新与更换，因此无法有效控制细菌的数量。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种生物反应器，实现培养液的更新与更换，能够长期的、不间断的对细菌进行培养，避免了每次培养都需要重新整体更换培养液，操作更加便利。
4.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
5.一种生物反应器，包括反应容器、新液储存容器、废液储存容器和输液装置，反应容器用于盛装培养液，废液储存容器和新液储存容器均通过输液装置和管件与反应容器连通，输液装置可向反应容器内输入液体和从反应容器中输出液体。
6.本方案原理：使用时，启动输液装置，输液装置将细菌培养液储存容器中盛装的种植细菌的培养液并通过管件导入反应容器中，待反应容器中的培养液达到一定量后停止输液。然后，对反应容器中的培养液进行搅拌，使反应容器内的培养液达到较优的环境条件。然后，再启动输液装置，设定输入和输出的流动速度，以恒定的速率从新液储存容器向反应容器中加入培养液，以及以恒定的速率的从反应容器中排出细菌培养液至废液储存容器，且根据需要可设定输出速率和输入速率相同或者不同，实现控制生物反应器内的生长速率温度的目的，以此来实现长期的、不间断的对细菌进行培养，避免了每次培养都需要重新整体更换培养液，操作更加便利。
7.优选地，还包括恒温水浴箱，反应容器为双层结构，内层为盛装培养液的反应室，内、外层之间为水循环的水浴室，恒温水浴箱的出水口与水浴室底部通过管件相连，恒温水浴箱的进水口与水浴室上部通过管件相连。通过恒温水浴箱和水浴室使反应室内部环境保持在恒温状态，培养效果更好。
8.优选地，反应容器顶部盖设有罩体，罩体上开设有多个开口，各开口分别连接有ph传感器、溶解氧传感器、co2传感器、温度传感器，各传感器均伸入至反应容器中。可以实时的对培养液的ph、溶氧量、co2、温度等进行监测，保证反应容器中的环境特征无异。
9.优选地，还包括搅拌机构，搅拌机构包括电机以及由电机驱动的搅拌桨，搅拌桨伸入至反应室中，电机位于反应容器的上方。通过电动搅拌机构对营养液进行搅拌，搅拌培养细菌的效果更好。
10.优选地，还包括处理终端，处理终端与ph传感器、溶解氧传感器、co2传感器、温度传感器信号连接，处理终端用于将ph传感器、溶解氧传感器、co2传感器、温度传感器输出的
信号传输至云端接收器。处理终端可以将ph、溶氧量、co2以及温度等特征值传输至云端接收器，再通过电脑实时监控培养液的上述特征值，保证反应容器中的环境特征无异。
11.优选地，输液装置可同时向反应容器内输入液体和从反应容器中输出液体。如此设置，可以使反应容器的输入液体量和输出液体量始终维持在一定的平衡状态下，即在反应容器内的培养液维持在稳定状态下，保证良好的培养环境。
12.优选地，输液装置为可向反应容器内输入液体和从反应容器中输出液体的一个双向的蠕动泵。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例的示意图；
14.图2为实施例中具有水浴结构的反应器示意图；
15.图3为实施例中具有多种传感器的反应器示意图；
16.图4为实施例中具有搅拌结构的反应器示意图。
17.说明书附图中的附图标记包括：反应容器1、反应室101、水浴室102、输液装置3、新液储存容器4、废液储存容器5、出水管6、进水管7、出液管8、恒温水浴箱9、电机10、搅拌桨11、ph传感器12、温度传感器13、进液管14、co2传感器15、溶解氧传感器16。
具体实施方式
18.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
19.实施例基本如附图1所示：一种生物反应器，包括反应容器1、新液储存容器4、废液储存容器5和输液装置3，反应容器1用于盛装培养液，废液储存容器5和新液储存容器4均通过输液装置3和管件与反应容器1连通，输液装置3可向反应容器1内输入液体和从反应容器1中输出液体。
20.其中，反应容器1内为细菌的培养室，新液储存容器4用于储存全新的培养液，主要为反应容器1补给培养液，废液储存容器5用于储存从反应容器1排出的废旧培养液，本实施例中，新液储存容器4和废液储存容器5均为蓝口瓶，反应容器1为玻璃容器。
21.使用时，启动输液装置3，输液装置3将新液储存容器4中盛装的种植细菌的培养液通过管件导入反应容器1中，待反应容器1中的培养液达到一定量后停止输液。然后，对反应容器1中的培养液进行搅拌，再启动输液装置3，设定输入和输出的流动速度，以恒定的速率从新液储存容器4向反应容器1中滴入培养液，以及以恒定的速率的从反应容器1中排出细菌培养液至废液储存容器5，实现培养液的更新与更换，能够长期的、不间断的对细菌进行培养，避免了每次培养都需要重新整体更换培养液，操作更加便利。
22.具体地，输液装置3为多通道且可双向输出的蠕动泵，本实施例中，蠕动泵选用基本型蠕动泵，驱动器型号为l100
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1e，泵头型号为dg
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2（10 rollers）。该蠕动泵具有两个通道，四个连接口，分别为入水a1、出水b1、入水a2、出水b2，而反应容器1底部连通有出液管8，反应容器1顶部连通有进液管14，入水a1与反应容器1底部的出液管8通过软管连通，出水b1与废液储存容器5通过软管相连；入水a2与新液储存容器4通过软管相连，出水b2与反应容器1顶部的进液管14相连。工作时，启动蠕动泵，能够使反应容器1底部的培养液通过入水a1、出水b1输送至废液储存容器5中，排出废液的同时，蠕动泵能够将新液储存容器4中的培
养液通过入水a2、出水b2输送至反应容器1上部，且根据需要可设定蠕动泵输出速率和输入速率相同或者不同，达到最佳的培养效果。
23.在一些实施例中，输液装置3还可以为两个或者多个普通的单向的输液泵，有两个输液泵时可以利用其中一个输液泵将反应容器1底部的培养液输送至废液储存容器5中，用另一个输液泵来将新液储存容器4中的培养液输送至反应容器1上部，同样达到同时双向输出的效果。
24.参见图2，本反应器还包括水浴结构，其包括恒温水浴箱9，恒温水浴箱9选用上海衡平仪器的dc
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0506水浴箱。而反应容器1为双层玻璃结构，内层为盛装培养液的反应室101，内、外层之间为水浴室102，反应室101用于装载培养液，水浴室102用于流动循环水,本实施例中，反应容器1选用秋佐科技的双层玻璃反应釜，其中，反应容器1的容积为3l，水浴室102的容量为0.6l。水浴室102左侧的上部连接有出水管6，右侧的下部连接有进水管7，其中，出水管6与恒温水浴箱9的进水口通过耐热管相连，进水管7与恒温水浴箱9的出水口通过耐热管相连。工作时，恒温水浴箱9输出的循环水从水浴室102底部进入，再从水浴室102上部排出，在培养过程中使反应室101的内部环境维持恒温状态。
25.参见图3，反应容器1的顶部还封盖有玻璃的罩体，罩体的具体形状不做限定，本实施例中罩体为弧形结构，且罩体可以是一体成型于反应容器1上的，也可以是通过扣合、旋合等可拆卸连接的方式盖在反应容器1上的。
26.罩体上开设有多个开口，各开口中分别连接有ph传感器12、溶解氧传感器16、co2传感器15、温度传感器13，各传感器均伸入至反应室101中。其中，溶解氧传感器16选用amt
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d0300智能型溶解氧传感器，ph传感器12选用amt
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ph300智能型酸碱度传感器，co2传感器选用amt
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co2300智能型co2传感器。
27.为了便于信号的处理，反应器外接有处理终端（图中未示出），具体地，处理终端与ph传感器12、溶解氧传感器16、co2传感器15、温度传感器13通过通讯线等连接方式进行信号连接，处理终端用于将ph传感器12、溶解氧传感器16、co2传感器15、温度传感器13输出的信号传输至云端接收器，本实施例中处理终端为电脑，便于通过电脑实时监控培养液的上述特征值。
28.参见图4，反应容器1上还设有搅拌机构，具体地，搅拌机构包括电机10以及由电机10驱动的搅拌桨11，其中，电机10固定安装在位于反应容器1上方的固定架上（固定架图中未示出），而搅拌桨11伸入至反应容器1中，电机10启动即可带动搅拌桨11对反应容器1中的培养液进行均匀搅拌，本实施例中，搅拌转速在0
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420 r/min。
29.具体使用时，首先启动恒温水浴箱9，并设置水温为37℃，恒温水浴箱9输出的循环水从水浴室102底部进入，再从水浴室102上部排出，开始水浴循环，使反应室101的内部环境维持恒温状态。
30.然后，启动蠕动泵将新液储存容器4中的培养液泵入反应室101中，待反应室101中的培养液达到一定量后停止输液。再启动电机10，电机10带动搅拌桨11对反应室101中的培养液进行搅拌。之后，再启动蠕动泵，同时开启输液和排液功能，设定输液和排液的流动速度，以恒定的速率从新液储存容器4向反应室101中加入培养液，以及以恒定的速率的从反应室101中排出细菌培养液至废液储存容器5，实现培养液的更新与更换，能够长期的、不间断的对细菌进行培养，避免了每次培养都需要重新整体更换培养液，操作更加便利。工作过
程中，通过电脑实时监控培养液的ph、溶氧量、co2浓度与温度等特征值，确保反应室101的培养环境。
31.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。