植物悬浮细胞气动搅拌培养系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种植物悬浮细胞气动搅拌培养系统。


背景技术：

2.近些年来，由于生态环境的恶化和过度的对野生植物的采伐，野生药用植物资源的可用量逐年减少。人工栽培虽然可以弥补一些野生药用植物量的不足，但是因土地资源、农药残留、季节影响和栽培药材活性成分含量存在差异等因素，造成人工栽培不能完全解决药用资源匮乏与需求量逐年递增的矛盾。目前利用植物悬浮细胞培养技术可以在人工条件下生产多种植物源药物，如紫杉醇、人参皂苷、紫草宁等。植物细胞悬浮培养技术具有生产条件的可控，不受气候、季节、土壤与地域等多种条件的影响；其次，无污染性，不存在人用栽培过程中引入的农药和重金属污染问题；因人工条件稳定，所以植物悬浮细胞品质稳定；可通过解析目标代谢产物的生物合成途径，通过基因工程技术结合植物细胞诱导条件，针对性的提高目标代谢产物的合成量；植物细胞悬浮培养技术的生产周期比传统人工栽培周期短，可连续性的工业化生产。目前对植物悬浮细胞进行大规模生产的培养装置，主要有搅拌式发酵和非搅拌式发酵。但是这些培养装置参在剪切力高、溶氧水平低、混合性能低和污染率高的缺点。所以，开发一种新型植物细胞培养装置解决传统培养装置的缺陷，是当前植物悬浮细胞培养装置发展的一个趋势。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，实现对培养液进行搅拌和增氧，且能对培养液液面进行检测和周期性更换。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其特征在于：悬浮细胞培养罐呈凸形，所述悬浮细胞培养罐的顶部设置可拆卸的盖子，所述盖子上贯通设置通气管路，所述悬浮细胞培养罐的肩部分别设置减压排气管及培养液补充管，所述悬浮细胞培养罐的侧壁上设置液面高度传感器，监测所述悬浮细胞培养罐内的培养液的液面高度；
6.所述通气管路的底端与中心轴密封连接，所述中心轴与搅拌桨密封旋转连接，所述搅拌桨能够围绕所中心轴旋转，所述搅拌桨上设置若干个桨叶，每个所述桨叶上设置若干个通气孔，所述通气孔通过排出气体供所述搅拌桨旋转搅拌，所述通气管路的顶端与空气压缩机连通；
7.所述减压排气管上设置疏水空气滤器，供过滤所述悬浮细胞培养罐内排出的气体；
8.所述培养液补充管的底端插入所述悬浮细胞培养罐内，所述培养液补充管的顶端与蠕动泵连通，所述蠕动泵通过培养液传输管与培养液补充瓶联通；
9.所述液面高度传感器与所述蠕动泵信号连接，并控制所述蠕动泵的启闭。
10.所述植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其中：所述悬浮细胞培养罐内预设液面高
度安全线，供所述液面高度传感器参照。
11.所述植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其中：所述通气管路上设置空气过滤器，供过滤输入至所述悬浮细胞培养罐内的空气。
12.所述植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其中：所述培养液补充管上设置培养液输入端过滤器，供过滤输入至所述悬浮细胞培养罐内的培养液。
13.所述植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其中：所述培养液传输管上设置培养液输出端过滤器，供过滤输入至所述蠕动泵内的培养液。
14.所述植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其中：所述桨叶与所述中心轴水平面成一定5-20度倾斜角，所述桨叶的一端呈封闭状。
15.本实用新型的有益效果：改进了悬浮细胞搅拌动力来源，利用培养管供气为动力推动搅拌桨，在搅拌混合培养物的过程中对培养进行了溶氧补充。气动搅拌的方式产生的机械剪切力较弱，对悬浮细胞产生的机械剪切力弱，降低了对培养的悬浮细胞的损伤。在搅拌的同时不断对培养液进行氧气补充，能有效保持培养液终的有效溶氧率且均匀。采用液面传感器实时检测培养液液面，能及时补充因通氧过程中造成的培养液的蒸发损失，还可以周期性对培养液进行换液。气动搅拌桨能同时实现对培养液进行搅拌和增氧，且能对培养液液面进行检测和周期性更换，是一种对植物悬浮细胞长期大规模增值培养的新装置。
附图说明
16.图1为植物悬浮细胞气动搅拌培养系统的结构图。
17.图2为植物悬浮细胞气动搅拌培养系统的搅拌桨俯视结构图。
18.图3为植物悬浮细胞气动搅拌培养系统的搅拌桨侧视结构图。
19.附图标记说明：1-悬浮细胞培养罐；2-蠕动泵；3-空气压缩机；4-搅拌桨；5-液面高度安全线；6-疏水空气滤器；7-减压排气管；8-培养液输入端过滤器；9-培养液补充瓶；10-培养液输出端过滤器；11-液面高度传感器；12-空气过滤器；13-中心轴；14-桨叶；15-通气孔；16-培养液传输管；17-培养液补充管；18-通气管路。
具体实施方式
20.如图1至图3所示一种植物悬浮细胞气动搅拌培养系统，其特征在于：悬浮细胞培养罐1呈凸形，所述悬浮细胞培养罐1的顶部设置可拆卸的盖子，所述盖子上贯通设置通气管路18，所述悬浮细胞培养罐1的肩部分别设置减压排气管7及培养液补充管17，所述悬浮细胞培养罐1的侧壁上设置液面高度传感器11，监测所述悬浮细胞培养罐1内的培养液的液面高度，所述悬浮细胞培养罐1内预设液面高度安全线5，供所述液面高度传感器11参照。
21.所述通气管路18的底端与中心轴13密封连接，所述中心轴13与搅拌桨4密封旋转连接，所述搅拌桨4能够围绕所中心轴13旋转，所述搅拌桨4上设置若干个桨叶14，所述桨叶14与所述中心轴13水平面成一定5-20度倾斜角，所述桨叶14的一端呈封闭状，每个所述桨叶14上设置若干个通气孔15，所述通气孔15通过排出气体供所述搅拌桨4旋转搅拌，所述通气管路18的顶端与空气压缩机3连通。，所述通气管路18上设置空气过滤器12，供过滤输入至所述悬浮细胞培养罐1内的空气。
22.所述减压排气管7上设置疏水空气滤器6，供过滤所述悬浮细胞培养罐1内排出的
气体。
23.所述培养液补充管17的底端插入所述悬浮细胞培养罐1内，所述培养液补充管17的顶端与蠕动泵2连通，所述蠕动泵2通过培养液传输管16与培养液补充瓶9联通，所述培养液传输管16上设置培养液输出端过滤器10，供过滤输入至所述蠕动泵2内的培养液，所述液面高度传感器11与所述蠕动泵2信号连接，并控制所述蠕动泵2的启闭，所述培养液补充管17上设置培养液输入端过滤器8，供过滤输入至所述悬浮细胞培养罐1内的培养液。
24.实施例中启动空气压缩机3，外部空气经过空气过滤器12的过滤后，通过通气管路18输入中心轴13内，并进入搅拌桨4的内部，再经过桨叶14上的通气孔15排出到培养液中，同时产生推力来实现对培养液的搅拌功能，悬浮细胞培养罐1内源源不断的输入空气进行搅拌，气动搅拌的方式产生的机械剪切力较弱，对悬浮细胞产生的机械剪切力弱，降低了对培养的悬浮细胞的损伤，罐内的空气通过疏水空气滤器6过滤掉水分，利用减压排气管7排出罐外。
25.在所述悬浮细胞培养罐1内预设液面高度安全线5，供液面高度传感器11参照，所述液面高度传感器11与蠕动泵2信号连接，当监测到培养液的液面高度低于所述液面高度安全线5，所述液面高度传感器11启动所述蠕动泵2，所述蠕动泵2将培养液补充瓶9内的培养液抽取出来，抽取过程中，先经过培养液输出端过滤器10过滤后进入所述蠕动泵2中，所述蠕动泵2通过培养液补充管17将培养液输送至所述悬浮细胞培养罐1内，所述蠕动泵2输送的培养液要先经过培养液输入端过滤器8的过滤后，再进入所述悬浮细胞培养罐1内，当所述液面高度传感器11监测到补充后的培养液的液面超过所述液面高度安全线5，所述液面高度传感器11关闭所述蠕动泵2，停止从所述培养液补充瓶9内抽取培养液补充进所述悬浮细胞培养罐1内。
26.本实用新型的优点：
27.改进了悬浮细胞搅拌动力来源，利用培养管供气为动力推动搅拌桨，在搅拌混合培养物的过程中对培养进行了溶氧补充。气动搅拌的方式产生的机械剪切力较弱，对悬浮细胞产生的机械剪切力弱，降低了对培养的悬浮细胞的损伤。在搅拌的同时不断对培养液进行氧气补充，能有效保持培养液终的有效溶氧率且均匀。采用液面传感器实时检测培养液液面，能及时补充因通氧过程中造成的培养液的蒸发损失，还可以周期性对培养液进行换液。气动搅拌桨能同时实现对培养液进行搅拌和增氧，且能对培养液液面进行检测和周期性更换，是一种对植物悬浮细胞长期大规模增值培养的新装置。
28.以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。