BioFlo-CelliGen 115 中文快速使用手册(Aug 2012)

BioFlo®/CelliGen®115发酵罐和生物反应器快速操作手册BioFlo/CelliGen115发酵罐/生物反应器是一款操作简易的系统，一个主控制台即可操控多达3个独立罐体，因此多被研发实验室、高校、教学及检验中心等科研人员所亲睐。该发酵罐/生物反应器广泛应用于：微生物、酵母、昆虫、植物、哺乳动物细胞的批次、流加或连续培养。1.BioFlo/CelliGen115/BioFlo/CelliGen115水套式和电加热毯式发酵罐/生物反应器由主控制台、罐体组件组成，如下图所示：主控制台尺寸如下图所示：16.00（俯视）67.5cm40.6cm39.6cm主控制台各端口介绍如下：触摸屏转子流量计蠕动泵电源开关散热窗仪器铭牌电源接口SCADA端口Output端口Input端口进气接口22.2.1(1)请检查主控制台、玻璃罐体、加热底盘或加热毯均能正常工作。(2)检查罐体各组件是否齐全，各个螺帽中垫圈有无损坏，以免密封不好造成染菌。(3)检查水、电、气情况，确保正常工作。2.2pH(1)根据培养过程中所需要控制pH的范围选择pH标准缓冲液。(2)打开pH电极帽，将电极与缆线相连后与主控制台pH缆线接口连接。(3)打开主控制台电源后进入触摸屏界面按下图步骤进行标定。罐体进气接口pH电极缆线接口搅拌马达缆线接口温度电极缆线接口加热底盘或加热毯缆线接口尾气冷凝水进水接口总进水接口夹套/盘管冷凝水进水接口夹套/盘管冷凝水回水接口尾气冷凝水回水接口DO电极缆线接口消泡/液位电极缆线接口总排水接口第二步：点击pH第一步：点击Calibration第三步：输入6.86（或7.0），将电极放入pH6.86（或7.0）的标准缓冲液中，待电极读数稳定后点击“SetZero”第四步：输入4.0或9.18（或10.0），将电极放入相应的标准缓冲液中，待电极读数稳定后点击“SetSpan”32.3DO(1)打开DO电极帽，将电极与缆线相连后连接于主控制台DO缆线接口进行电极极化，极化时间6小时以上。(2)极化完成后，按下图步骤进行标定：(3)标定零点，如图中第3步，标定有三种方法：第一种方法：将DO电极与电极导线断开连接，按图中第三步进行，完成后将电极与缆线重新连接。第二种方法：需要在标定过程中向培养基中通入氮气，即点击图中“N2(3)On”将氮气通入罐内液体中，如果没有“N2(3)On”选项，可以手动操作通入氮气，随后按图中第三步进行，标定完后点击“N2(3)Off”或手动关闭。第三种方法：将DO电极置于饱和硫代硫酸钠溶液或饱和亚硫酸钠溶液中，按图中第三步进行。0(4)标定斜率，如图中第四步，该标定有两种方式：第一种是将pH、温度，搅拌转速参数调节至培养所需控制参数值，然后将通气量调到最大值，待读数稳定后，按图中第四步进行；第二种是将pH、温度参数调节至培养所需控制参数值，然后将通气量和搅拌转速调到最大值，按图中第四步进行。DO2.4/(1)酸/碱配制根据培养过程要控制的pH值来确定；一般可选的酸为硫酸、磷酸或通入CO2来微调pH值，碱的控制主要为氢氧化钠或NaHCO3；硫酸，磷酸使用浓度一般最高不超过10%，NaOH使用浓度一般为1-3mol/L。(2)消泡液的选择可根据培养过程中培养液组分及所用菌种或细胞进行确定。(3)根据菌种或细胞生长过程中对营养物的需要进行培养基配制。第三步：输入0.0，待电极读数稳定后点击“SetZero”第二步：点击DO第一步：点击Calibration第四步：输入100或200，待电极读数稳定后点击“SetSpan”43.3.1(1)将挡板放入玻璃罐体内，加入配制的培养基或缓冲液。(2)安装罐盖，手动对角拧紧螺丝帽，保证受力均匀。()1/2(3)安装pH电极，将转接头按下图顺序接于pH电极上，将电极放入罐盖适合孔径中，并调整至合适高度后，手动拧紧适配螺母，并盖上电极帽。(4)安装DO电极，将转接头按下图顺序接于DO电极上，将电极放入罐盖适合孔径中，并调整至合适高度后，手动拧紧适配螺母，并盖上电极帽。(5)安装液位电极，将液位电极转接头固定于罐盖板上适合的接口，将液位电极插入，调整至合适高度后，手动拧紧转接螺母固定电极。BioFlo/CelliGen115/Level1Level2Level1Level2pH电极转接头（上方）电极帽上方圈套（窄）下方圈套（宽）pH电极转接头（下方）O型垫圈（白色）O型垫圈（黑色）DO电极转接头（上方）上方圈套（窄）电极帽下方圈套（宽）DO电极转接头（下方）O型垫圈（白色）O型垫圈（黑色）53.2(1)将需要连接于罐盖上和罐体一起灭菌的装置通过软管与罐盖上相应接口连接，主要包括酸瓶、碱瓶、消泡瓶、补料瓶、泡沫收集瓶和取样装置。(2)用铝箔纸将尾气过滤器、通气过滤器、取样处过滤器、酸/碱/消泡/补料瓶口过滤器包扎。(3)将于罐体相连并且另一端暴露的软管用纱布加铝箔纸或牛皮纸包扎。(4)检查罐盖上方各个软管情况，位于罐内液面下方的管道，在罐盖上方必须夹紧，如通气软管、收集管口软管、取样管等；将加酸、加减、消泡、或补料瓶盖上与罐体相连软管夹紧，确保只留有尾气出口与外界相通。3.3若使用水套式罐体，在装配完后，需将夹套中注入一半的水(建议洁净水或去离子水)，保证罐内达到灭菌温度，操作过程如下：(1)将夹套底部的进、回水管路，通过快速接头与主控制台夹套进、回水口相连。(2)将温度电极置于温度电极套管中，通过缆线与主控制台相连。(3)点击“Summary”界面中“Temp”，将出现温度设置界面，将温度的“Setpoint”值设定为低于目前显示值以下，并将控制模式设为“Auto”。(4)主控制台将冷却水注入罐体夹套。当冷却水充满罐体一半时，将温度控制模式调为“Off”，关掉总进水，断开罐体与控制台之间的进、回水连接。随后将进水软管夹紧；不要将出水软管夹住，保持其通畅。(5)将温度电极从套管中取出，准备灭菌。4.4.1(1)灭菌前请检查罐盖各个接口情况，确保没有直接暴露的端口。(2)检查位于液面下方管道是否夹紧，尾气出口是否排气顺畅，并包扎完好；检查取样瓶是否拧到1/2处。(3)将搅拌轴承帽内边缘涂上硅润滑脂，盖于罐盖中间搅拌轴上，保护轴承。4.2(1)将罐体放入灭菌罐中进行灭菌，根据不同培养基选择合适的灭菌时间和温度。(2)灭菌温度降到80°C以下后，进行灭菌锅排气，防止温度过高排气后冷空气进入灭菌锅，与热的玻璃罐体接触造成玻璃罐体爆裂。(3)待罐体温度冷却至70°C以下再将玻璃罐体置于加热底盘，避免过热放置加热底盘上，造成加热底盘启动过热保护，使底盘不加热或出现异常。若发现此情况，可点击加热底盘底部THERMOSTATRESET小孔，重新初始化加热底盘。:(1)将接种口处隔膜片微松开或手动微微拧松罐盖螺帽，灭菌后立即拧紧螺帽。(2)在尾气冷凝管排气口处接两个无菌过滤器，即将一小节软管与尾气排气口处相连，在软管末端接上三通，将三通另外两端通过软管连接两个无菌过滤器。65.罐体灭菌需要一段时间，可以利用这段时间来设置培养过程相关参数，现介绍主控制台参数设定相关情况。SummaryModeOffOff5.1Summary打开电源按钮，首先进入“Summary”界面，界面介绍如下图。其中“LoopName”列显示可控制的参数；“PV”表示培养过程中各参数实际值；“Setpoint”表示各参数设定值；“Out%”表示各参数系统输出百分比；“Mode”表示各参数控制模式；“Units”为各参数单位；“Casc.”表示各参数是否与其他参数有关联。培养过程中各参数设定方法为：(1)点击“LoopName”栏中相应参数，出现参数设定“Gauge”界面，以“Agit”为例，点击“Agit”后的界面如下：(2)点击上图“Setpoint”下方文本框；点击后将出现下图界面，该界面中点击要设定的数字键后，点击“OK”键确认输入；如果想重新输入点击“Clear”键，取消更改点击“Cancel”键返回输入前界面。界面名称设定值实际转速转速单位P&I值搅拌转速范围转速控制方式罐体名称界面选择按钮深蓝色表示正在显示的界面该列为系统可控制参数，当控制台配有气体自动混合装置时，LoopName参数中将有Air(1)和O2(2)7(3)点击“Off”、“Auto”或“Manual”选择转速控制模式，分别表示关闭，自动控制和手动控制。“Proportional”和“Integral”为系统设定值，建议不要随意修改。“Temp”、“pH”、“DO”、“Air(1)”和“O2(2)”参数设定可参考上述方法。5.2Calibration该界面功能为标定pH、DO和液位电极；pH/DO电极标定参考第2.2节及第2.3节。液位电极设定界面如下图，使用方法如下：(1)“LevelSens.1”主要用来消泡，该电极位于液位上方。当泡沫接触到电极探头，与该电极关联的消泡泵泵入消泡液。当“RawValue”值变为Dry后，消泡泵停止工作。关联泵的设定：点击“Pumps”界面按钮，选择关联泵这一栏中“Assignment”按钮，点击“Foam/Lvl1”。(2)“LevelSens.2”主要用来向罐中加入液体或收获培养液。a.当需加入液体时，关联泵的设定：点击“Pumps”界面按钮，选择关联泵这一栏中的“Assignment”按钮，点击“Lvl2/Dry”；当液位电极高于液位时，关联的泵开启并泵入液体，电极探头浸没液体时，泵停止工作。b.当需收获培养液时，相关联泵的设定：点击“Pumps”界面按钮，选择关联泵这一栏中“Assignment”按钮，点击“Lvl2/Wet”；当电极探头浸没培养液时，关联的泵开启并泵出培养液，电极探头高于液位时，泵停止工作。设定值输入框数字键盘确认输入取消输入清除输入85.3Cascade该界面为参数关联控制界面，如下图所示。BioFlo/CelliGen115关联设置中主要为溶氧值“DO”，该参数可以和搅拌转速“Agit”、氧气“O2”关联；当培养过程中溶氧低于或高于设定值时，控制系统可以改变搅拌转速或通气中氧气比例来保证溶氧这一参数处于设定值范围内。“Cascade”界面左侧框中显示DO值可选的关联项，右侧框中为所选关联参数设定值的范围。实验完成后将“DOCascade”框中选为“None”。5.4Pumps下图界面中显示系统配置的三个泵，通过该界面设定各个泵的参数值，以“Pump1”为例来说明泵的使用：(1)“Assignment”表示为泵分配任务，点击该按钮将会出现下图小界面，选择相应选项设置泵功能。“None”表示不为泵分配任务，“Acid”表示泵任务为加酸，“Base”表示泵任务为加碱；“Foam/Lvl1”、“Lvl2/Wet”和“Lvl2Dry”功能(参考第5.2节)。(2)泵界面中，“Setpoint”功能为设定泵工作时间或工作强度。a.当该泵“Assignment”设定为“None”、“Foam/Lvl1”、“Lvl2/Wet”或“Lvl2Dry”，与最下方“Period(Sec)”对应。“Period(Sec)”表示泵工作周期，以秒为单位。如上图“Period(Sec)”设定值为10，如果在“Setpoint”框中输入50%，表示“Pump1”每工作5秒停5秒。9b.当该泵“Assignment”设定为“Acid”或“Base”，“Setpoint”将变为“OutMult”，泵工作时间受系统PI控制，进行微调控加酸、碱或CO2保持pH恒定。在操作中先将“OutMult”值设定为25%或更小(根据配置的酸碱浓度进行调整)，当pH变化时，系统会对pH微调；如果pH不能稳定在设定值时，可逐步增加“OutMult”设定值，使pH能够稳定在设定值。(3)“ControlMode”栏中，“Off”表示泵处在关闭状态，“On”表示泵将按设定的参数自动工作，“Prime”表示手动开关泵，当按住“Prime”按钮时泵将持续运行，当停止按住该按钮时泵将停止运行。(4)“FlowRate”栏主要功能是泵流速标定。“C