Установка для культивирования клеток в монослое Советский патент 1980 года по МПК C12K9/00 

1

Изобретение относится к клеточной биологии, в частности к оборудованию для культивирования клеток животных и человека, и может найти применение в медицине, вирусологии и ветеринарии.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для культивирования клеток в монослое, содержащая культивационный сосуд с насадкой для прикрепления клеток, трубопроводы для подвода и отвода культуральной среды 1.

Известная система содержит также контур термостатирования и внешний циркуляционный контур, включающий датчик рН с измерителем, пери стальтический насос и трехходовой клапан,....

Клетки,закрепленные на неподвижной насадке,постоянно олмваготся свежей питательной средой.Перистальтический насос в зависимости от рН питательной среды обеспечивает подачу культуральной жидкости.

Недостатком известной система -является то, что в процессе, циркулирования питательной среды, клетки.

не прикрепившиеся к насадке, разрушаются в результате работы перистальтического насоса. Другим недостатком этой установки является малая межфазная поверхность контакта газа с культуральной жидкостью, что затрудняет интенсивный газовый обмен в системе.

Цель изобретения - повышение эф10фективности культивирования путем увеличения межфазной поверхности контакта газа с культуральной жидкостью и снижения травматизации . клеток.

15

Цель достигается тем, что предлагаемая установка снабжена дополнительным сосудом с насадкой, сообщенным в нижней части с основным культивационным сосудом, систе20мой подачи и отвода газа в сосуды для контактирования его с культуральной жидкостью и перемещения ее из одного сосуда в другой, а также устройством для регулирования пода25чи и отвода газа в сосуды.

Устройство для регулирования включает датчики уровня культуральной жидкости в сосудах, блок комму,тации и четырехходовой электропнев30

моклапан с исполнительным механизмом, подключенный к сосудам, при этом датчики уровня Нодсоединены ко входу блока коммутации, а ззыход этого блока подключен к исполнительному механизму четырехходового электропневмоклапана,

На фиг. 1 представлена схема описываемой установки.

Установка содержит два культивационных сосуда 1 со стеклянной насадкой 2 для прикрепления клеток. Сосуды 1 в нижней части сообщены трубопроводом 3. Через трубопровод 4 производится подача культуральной жидкости, а через вентиль 5 ее отвод.

Установка также содержит четырехходовой электропневмоклапан б с испо;1нительным механизмом, блок 7 коммутации, датчик 8 уровня культуральной жидкости в сосудах.

Влок 7 когЛмутации состоит из релейной схемы 9 и схемы 10 переключения,

Чехырехходовой электропневмоклаган б, блок 7 когФ утации и датчики 8 уровня культуральной жидкости образуют устройство для регулирования подачи и отвода газа в сосуды.

Установка снабжена системой подачи и отвода газа в сосуды для контактирования его с культуральной жидкостью в сосудах и перемещения жидкости из одного сосуда в другой Эта система включает подведенные к верхней части сосудов 1 трубопроводы 11 подачи и трубопроводы 12 отвода газов, соединенные с трубопроводом 13 нагнетания газовой смеси, и трубопровод 14 сброса.

Трубопровод 13 нагнетания соединен с микрокомпрессором 15. К одному из культивационных сосудов 1 подсоединена емкость 16 с инокулятом и питательной средой.) ,

Для термостатирования сосудов имеется терморубашка 17. На трубопроводах 12 установлены хсхподильные элементы 18 для конденсирования паров культуральной жидкости, попадающих в трубопровод вместе с отводимым газом, и возвращения сконденсированной жидкости обратно в сосуд 1, .

Установка работает следующим образом.

Сосуды 1, заполненные насадкой на 3/4 объема, заполняют питательной средой с инокулятом до уровня датчиков 8, выдерживают клетки в течение времени, необходимого.для прикрегцтения их к насалке 2, после этого сливают среду из обоих сосудов до 1/2 их объема. После прикрепления клеток (время прикрепления определяют заранее любым известным способом, например на чашках Петри) в один из культивационных сосудов 1 подают газовую смесь при избыточном давлении, под действием которого столб жидкости опускается в одном из сосудов 1 и поднимается в даугом до уровня, определяемого датчиком 8 При выходе жидкости из сосуда 1 на насадке 2 остается пленка культуральной жидкости, которая покрывает клетки и обеспечивает интенсивный массообмен.

Уровень жидкости поднимается во втором сосуде 1 до уровня датчика 8, который срабатывает и подает сигнал на блок 7 коммутации, который через исполнительный механизм четырехходового электропневмоклапана б обеспечивает его срабатывание.

После срабатывания клапана 6 жидкость опускается во втором сосуде 1 и поднимается в первом сосуде 1 до уробня датчика 8, который снова срабатывает, и цикл повторяется

Пример. Два культивационны сосуда емкостью 500 мл заполняют насадкой типа колец Рашига с размерами 5 4 б мм, выполненных из стекла марки С-52, стерилизуют и заполняют средой в соотношении 1:1. Игла + 199 с 10%-ной нормальной бычьей сывороткой.

В среду помещают клетки печени китайского хомячка с концентрацией 90-100 тыс. клеток на 1 мл среды. Предварительно в весь объем аппарата с помощью микрокомпрессора подают смесь воздуха и 5%-ный COj для обеспечения стабильности рН в пре делах 7,2-7,4.

В.таких условиях инокулят выдерживают в течение 4-5 ч, необходимых для прикрепления клеток, после чего сливают половину объема всей среды и включают в систему перекачивания. Время цикла перекачивания (из одного сосуда в другой и обратно) составляет 8-10 мин.

В течение 72 ч завершается полный цикл роста клеток до образования монослоя, после чего производят съем урожая, который составляет 1-1,5 млн клеток на 1 мл среды.

Предлагаемое изобретение увеличивает выход биомассы за счет создания мягких гидродинамических условий для роста клеток, закрепившихся на неподвижной насадке, за счет увеличения активно используемой площади подложки, за счет дополнительного рабочего объекта устанЬвки в виде второго сосуда культивирования, улучшает условия маесообмена, исключает необходимость использования специгшьного циркуляционного контура с перистальтическим насосом.