Аппарат для культивирования клеток Советский патент 1992 года по МПК C12M3/00 

СО

С

Использование: выращивание культур клеток тканей животных или растений в медицинской и микробиологической промыш- ленностях. Сущность изобретения: в цилиндрической емкости на днище размещена пластина в виде диска, свободно установленная на стержне, укрепленном на ней. Диск установлен с возможностью синусоидальных колебательных перемещений и снабжен приводом, состоящим из электромагнитов, размещенных равномерно по окружности под днищем емкости, и источника электротока, подключенного к электромагнитам с возможностью их последовательного импульсного включения. 2 ил.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в непрерыв- ных или периодических процессах выращивания культур клеток тканей животных или растений в фармацевтической, ме- дицинской, биологической и других отраслях промышленности, а также в лабораторных условиях.

Выращивание культур клеток животных и растений в суспензии требует активного их перемешивания при соблюдении условий строгой стерильности. Для этих целей используют аппараты различной конструкции, в которых основными элементами являются мешалка и ее привод. С точки зрения стерильности наиболее подходящими являются электромагнитные и магнитные приводы мешалок.

Известен аппарат для культивирования тканевых клеточных культур, содержащий емкость с размещенным в ней .устройством

для перемешивания среды, включающим ус- тановленный в направляющем стакане шток с рабочим органом и привод из двух соленоидных катушек для сообщения штоку возвратно-поступательного перемещения.

При работе данного аппарата происходит интенсивный нагрев соленоидных катушек, часто выходят из строя переключатели катушек, что снижает надежность работы аппарата, а наличие охлаждающих устройств усложняет его конструкцию.

Известен также аппарат для культивирования тканевых клеточных культур, содержащий емкость с крышкой, размещенное в ем кости устройство для перемешивания среды, включающее установленный в направляющем стакане шток с рабочим органом и привод в виде установленного над крышкой емкости диска, по периферии которого симметрично смонтированы постоянные магниты, взаимодействующие с постоянным магнитом, смонтированным на верхнем торXI

ю о

ел о

00

це штока, расположенным под крышкой емкости.

Недостатки аппаратов подобного типа заключаются в том, что в них имеется пара скольжения (стакан и шток с рабочим орга- ном), а в результате в емкость попадают продукты износа этой пары, а также в необходимости периодического намагничивания магнитов из-за их ослабления с течением времени.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для культивирования клеток, содержащий цилиндрическую емкость с технологическими патрубками и размещенное в ней устройство для перемешива- ния среды, включающее пластину в виде установленного на днище емкости диска из немагнитного материала с вмонтированными в нем диаметрально противоположно по- стоянными магнитами, под одним из которых под днищем расположен магнит для фиксации, и привод в виде диска с постоянными магнитами, расположенными под днищем под постоянными магнитами пластины.

Недостатками прототипа являются его низкая производительность по причине низкой интенсивности перемещения, наличие мертвых зон в емкости, а также высокая сложность его изготовления.

Целью изобретения является повышение производительности за счет более равномерного и полного перемешивания среды и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для культивирования клеток, содержащем цилиндрическую емкость с технологическими патрубками и размещенное в ней устройство для перемешивания среды, включающее пластину в виде диска, ус- тановленного на днище и снабженного приводом, пластина выполнена из магнитного материала и установлена на днище свободно на стержне, укрепленном под пластиной в ее центре с возможностью ее сину- соидальных колебательных перемещений вокруг стержня, при этом привод содержит расположенные по окружности под днищем емкости электромагниты, снабженные источником тока, подключенным к ним с воз- можностью их последовательного импульсного включения.

На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, поперечное сечение; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Аппарат содержит цилиндрическую емкость 1 с днищем 2 и крышкой 3, устройства для перемешивания и регулирования температуры культивирования. Емкость 1 снабжена технологическими патрубками 4 для

подвода и отвода культу рал ь ной жидкости и газа. Устройство для перемешивания среды включает расположенную внутри емкости 1 пластину 5 из магнитного материала в виде диска и привод. Пластина 5 установлена на днище 2 свободно на стержне 6, укрепленном под пластиной 5 в ее центре. Привод устройства для перемешивания среды выполнен электромагнитным и содержит электромагниты 7, расположенные по окружности под днищем 2 емкости 1 и снабженные источником тока 8, подключенным к ним с возможностью их последовательного импульсного включения. Количество электромагнитов 7 определяется в зависимости от объема емкости 1 и диаметра ее днища 2, но не менее четырех. Электромагниты 7 установлены под днищем 2 емкости 1 так, что они имеют поочередно магнитную связь с краем пластины 5, сообщая ей во время работы аппарата синусоидальные колебательные перемещения вокруг стержня б, Размеры пластины 5 выбираются примерно равными диаметру окружности, на которой расположены электромагниты 7. Размер стержня 6, т.е. угол наклона плоскости пластины 5 к плоскости днища 2 емкости 1, выбирается в зависимости от необходимой интенсивности перемешивания.

Устройство для регулирования температуры культивирования включает вентилятор 9, установленный снаружи емкости 1 и соединенный посредством электронной блок- схемы 10 с термодатчиком 11 емкости 1.

Аппарат работает следующим образом.

При включении электромагнитного привода создается вращающееся магнитное поле путем последовательного включения и отключения электромагнитов. Скорость включения и выключения электромагнитов 7 регулируется источником тока 8 в широких пределах от 1 до 150 об/мин и выбирается в зависимости от выращиваемой культуры. Вращающееся магнитное поле притягивает пластину 5; Она наклоняется в сторону вращающегося магнитного поля, касаясь дна емкости 1 в одной точке, что исключает травмирование клеток. Край пластины 5 касается днища 2 емкости 1 в точках окружности, на которой расположены.электромагниты 7, и совершает синусоидальные колебательные перемещения вокруг стержня 6.

Размером стержня 6, т.е. углом наклона плоскости пластины 5 к плоскости днища 2 емкости 1, можно также регулировать необходимую интенсивность перемешивания культуральной жидкости. Совершая волнообразные перемещения вокруг стержня 6: пластина 5 приводит питательную среду с

клетками в колебательное и вращательное движение.

При работе электромагнитного привода выделяется тепло, которого достаточно для нагрева содержимого емкости до температуры культивирования.

В случае повышения температуры сверх допустимых пределов сигнал от термодатчика 11 через электронную блок-схему 10 включает вентилятор 9 на охлаждение воздухом стенок емкости 1,

После того, как содержимое емкости 1 охладится, сигнал от термодатчика 11 отключает вентилятор 9. Вентилятор 9 может располагаться в зависимости от объема емкости 1 или сбоку, или снизу от нее.

Формула изобретения

Аппарат для культивирования клеток, содержащий цилиндрическую емкость с

технологическими патрубками и размещенное в емкости устройство для перемешивания среды, включающее пластину в виде диска, установленного на днище емкости и

снабженного приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет более равномерного и полного перемешивания среды и упрощения конструкции, пластина выполнена из магнитного

материала и установлена на днище свободно на стержне, укрепленном под пластиной в ее центре, с возможностью синусоидальных колебательных перемещений пластины вокруг этого стержня, при этом привод содержит электромагниты, расположенные по окружности под днищем по периферии, и источник электротока, подключенный к ним с возможностью их последовательного импульсного включения.

Фиг.1

Фиг. 2