一种降低细胞培养反应器污染风险的装置的制作方法

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1.本实用新型涉及一种降低细胞培养反应器污染风险的装置，属于细胞培养反应器相关构造及取样操作技术领域。


背景技术：

2.现有的细胞生物反应器多为搅拌式生物反应器或波浪式生物反应器，无论是可重复式反应器或是一次性生物反应器，准备完成后的反应器都具有一定的封闭性，非人为操作影响下，基本不可能污染。而大多数反应器污染的发生，基本源于实验人员反应器取样时的不规范操作。
3.现存的取样装置的基本构造，可简单地分为三类；参照图1，第一种为目前大多数gmp厂房所采用的反应器取样装置，具体构成包装反应器一a1、反应器取样口一a2、流量控制夹一a3、与反应器取样头相连的硅胶管一a4、可连接两种不同种类管路的变径管a5、与变径管相连的热塑管a6和带有热塑管路的无菌容器一a7，每次取样时，需使用接管机将无菌容器的热塑管与变径管相连的热塑管焊接，通过蠕动泵泵出样品，再使用封管机热焊在热塑管上，使热塑管出现椭圆形扁平状封口，使用剪刀从封口处剪断热塑管，保证两端热塑管仍处于封死状态，由于无菌容器一a7为一次性装置，每次取样都需重新准备或购买。按照常规细胞批培养流程，连续13天取样，所花费在取样实验上的时间与材料成本将大大增加，不利于小型生物公司使用，也不适合非gmp级常规实验室使用；参照图2，第二种为目前行业巨头赛多利斯品牌小型反应器所配套的取样装置，包括包装反应器二b1、反应器取样口二b2、流量控制夹二b3及与取样口相连的硅胶管二b4等其他配件，每次取样时，需使用带螺纹的无菌注射器一b5插入25mm空气滤器b6，关闭流量控制夹b7，注射器抽取负压，打开流量控制夹二b3，样品被罐内正压压入带有三通盖的无菌小瓶b8中，关闭流量控制夹二b3，拔下无菌注射器一b5，插入取样头一b9，抽取负压，打开流量控制夹b7，无菌小瓶b8中样品会被吸入注射器中，关闭流量控制夹b7，拔下含样品注射器，此次取样完成，该无菌小瓶b8为高硼酸玻璃材质，耐高温，可重复灭菌使用，总体所有装置成本较低，但操作极其繁琐，未经过培训的实验人员可能不会操作或会使用无菌注射器一b5往无菌小瓶b8中通入外部空气，造成反应器或取样瓶污染，其复杂性高且安全性不能保证；参考图3，第三种为目前大多数一次性反应器袋所配置，主要包括包装反应器三c1、反应器取样口三c2、流量控制夹三c3，与取样口相连的硅胶管三c4、取样头二c5和无菌注射器二c6，每次取样时，使用无菌注射器二c6插入取样头二c5，抽取负压，打开流量控制夹三c3，反应器内样品会被吸入注射器，关闭流量控制夹，拔下含样品的无菌注射器二c6，此次取样完成，该取样装置操作简单，因取样所采用的耗材较少，所以成本也比较低，但因取样头二c5与反应器取样口三c2直接连通，可能会造成使用无菌注射器二c6误操作往反应器内注入正压，导致外源空气进入反应器，造成样品污染；上述市面上常见的三种取样装置往往无法兼顾操作性、经济性与安全性的特点。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种降低细胞培养反应器污染风险的装置。
5.本实用新型的一种降低细胞培养反应器污染风险的装置，它包含反应器、反应器取样口、第一硅胶管、三通管、第二硅胶管、第三硅胶管、第一流量控制夹、单向阀、取样头、无菌注射器、第二流量控制夹和无菌容器，反应器上设置有反应器取样口，第一硅胶管的一端与反应器取样口连接，其另一端连接在三通管上，而三通管分别连接有第二硅胶管和第三硅胶管，其中第二硅胶管上连接有第一流量控制夹和单向阀，单向阀的另一端与取样头、无菌注射器相连，第三硅胶管上连接有第二流量控制夹，第二流量控制夹与无菌容器相连。
6.作为优选，所述的单向阀是由单向阀腔体、弹簧、硅胶堵头片、宝塔接头一、单向阀进口、宝塔接头二、单向阀出口组成，单向阀腔体内设置有弹簧，弹簧的一端连接有硅胶堵头片，硅胶堵头片与宝塔接头一连接，宝塔接头一的中部设置有单向阀进口，单向阀腔体的一端设置有宝塔接头二，宝塔接头二的中部设置有单向阀出口，取样时，使用无菌注射器从单向阀出口抽取负压，单向阀腔体内的空气被抽出，大气压克服弹簧的弹力，硅胶堵头片被大气压压向右侧，培养液从单向阀进口进液，因硅胶堵头片已被压向右侧，培养液流过单向阀腔体，从单向阀出口流出，取样完成后，拔下无菌注射器，单向阀出口的大气压与单向阀进口的大气压相同，无与弹簧相反的力作用，硅胶堵头片被弹力堵死在单向阀腔体的进口端；同时如果从单向阀出口打入正压或空气，会导致单向阀腔体内的气压变大，压力方向与弹簧的弹力方向一致，死死压住硅胶堵头片，避免外源物质进入单向阀进口，保证了反应器取样的绝对安全性，宝塔接头一和宝塔接头二保证了与管路连接时，扎带可扎紧实，防止漏气漏液。
7.作为优选，所述的单向阀腔体、宝塔接头一和宝塔接头二的材质均为聚丙烯材质。
8.作为优选，所述的弹簧采用304不锈钢材质制成，可耐高温160℃，耐臭氧，同时价格低廉，具有很强的实用性，可作为反应器常规使用耗材。
9.作为优选，所述的硅胶堵头片采用特密硅胶材质制成。
10.本实用新型的有益效果：它结构设计合理，操作简单，使用方便，该取样装置可明显降低成本，同时又可以保证反应器取样时的安全性，减少不规范操作引起反应器污染的风险，即使未经过培训的实验人员取样时，也可以保证反应器不会污染，且提供了一种简单的收获装置，可简单安全的收获反应器内样品，降低污染的风险。
附图说明：
11.为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
12.图1-图3为本实用新型背景技术中的结构示意图；
13.图4为本实用新型的结构示意图；
14.图5为本实用新型中单向阀的透视图。
15.1-反应器；2-反应器取样口；3-第一硅胶管；4-三通管；5-第二硅胶管；6-第三硅胶管；7-第一流量控制夹；8-单向阀；801-单向阀腔体；802-弹簧；803-硅胶堵头片；804-宝塔接头一；805-单向阀进口；806-宝塔接头二；807-单向阀出口；9-取样头；10-无菌注射器；11-第二流量控制夹；12-无菌容器。
具体实施方式：
16.如图4和图5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含反应器1、反应器取样口2、第一硅胶管3、三通管4、第二硅胶管5、第三硅胶管6、第一流量控制夹7、单向阀8、取样头9、无菌注射器10、第二流量控制夹11和无菌容器12，反应器1上设置有反应器取样口2，第一硅胶管3的一端与反应器取样口2连接，其另一端连接在三通管4上，而三通管4分别连接有第二硅胶管5和第三硅胶管6，其中第二硅胶管5上连接有第一流量控制夹7和单向阀8，单向阀8的另一端与取样头9、无菌注射器10相连，第三硅胶管6上连接有第二流量控制夹11，第二流量控制夹11与无菌容器12相连。
17.其中，所述的单向阀8是由单向阀腔体801、弹簧802、硅胶堵头片803、宝塔接头一804、单向阀进口805、宝塔接头二806、单向阀出口807组成，单向阀腔体801内设置有弹簧802，弹簧802的一端连接有硅胶堵头片803，硅胶堵头片803与宝塔接头一804连接，宝塔接头一804的中部设置有单向阀进口805，单向阀腔体801的一端设置有宝塔接头二806，宝塔接头二806的中部设置有单向阀出口807，取样时，使用无菌注射器10从单向阀出口807抽取负压，单向阀腔体801内的空气被抽出，大气压克服弹簧802的弹力，硅胶堵头片803被大气压压向右侧，培养液从单向阀进口805进液，因硅胶堵头片803已被压向右侧，培养液流过单向阀腔体801，从单向阀出口807流出，取样完成后，拔下无菌注射器10，单向阀出口807的大气压与单向阀进口805的大气压相同，无与弹簧802向反的力作用，硅胶堵头片803被弹力堵死在单向阀腔体801的进口端，同时如果从单向阀出口807打入正压或空气，会导致单向阀腔体801内的气压变大，压力方向与弹簧802的弹力方向一致，死死压住硅胶堵头片803，避免外源物质进入单向阀进口805，保证了反应器取样的绝对安全性，宝塔接头一804和宝塔接头二806保证了与管路连接时，扎带可扎紧实，防止漏气漏液；所述的单向阀腔体801、宝塔接头一804和宝塔接头二806的材质均为聚丙烯材质；所述的弹簧802采用304不锈钢材质制成，可耐高温160℃，耐臭氧，同时价格低廉，具有很强的实用性，可作为反应器常规使用耗材；所述的硅胶堵头片803采用特密硅胶材质制成。
18.本具体实施方式中的全部管路连接端均使用扎带扎紧，反应器整体准备完成后，高温高压灭菌后使用。
19.本具体实施方式的使用原理：使用无菌注射器10插入取样头9，抽取负压，关闭第二流量控制夹11，打开第一流量控制夹7，样品会通过单向阀8吸入无菌注射器10，关上第一流量控制夹7，拔下含样品的无菌注射器10，取样完成，假设取样人员未经过反应器取样培训，使用无菌注射器10，在第一流量控制夹7打开的情况下，往反应器1内压入正压，因有单向阀8的存在，外部压力或空气无法进入单向阀8左边管路，无法污染反应器1，保证了取样装置单向阀左端管路的绝对安全性，即使未经过培训也无法在取样时污染反应器，同时该取样装置与第一硅胶管3相连有三通管4，方便在培养结束时，关上第一流量控制夹7，打开第二流量控制夹11，通过蠕动泵将培养液泵入无菌容器12中，完成产品料液的收集，该种装置取样简单，因三通管4与第一流量控制夹7或第二流量控制夹11均可重复使用，取样成本极低，同时，单向阀8的存在，完美保证了反应器1的无菌取样，又因为三通管4的使用，便捷的保证收获时培养液的无菌性，可大大节省实验人员的时间成本。
20.本具体实施方式每次取样仅需要使用无菌注射器10插入取样头9，打开取样头9端部的第一流量控制夹7取样，完成后关闭第一流量控制夹7，操作极为简单，同时可在反应器
收获时，使用三通管4另一端所连接的第三硅胶管6与无菌容器12管路焊接，打开第二流量控制夹11，通过蠕动泵把细胞液全部抽取出反应器1，避免收获过程中污染样品，经济性与安全性大大提高。
21.本具体实施方式结构设计合理，操作简单，使用方便，该取样装置可明显降低成本，同时又可以保证反应器取样时的安全性，减少不规范操作引起反应器污染的风险，即使未经过培训的实验人员取样时，也可以保证反应器不会污染，且提供了一种简单的收获装置，可简单安全的收获反应器内样品，降低污染的风险。
22.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。