CN102217552B - 全自动缺氧动物模型饲养箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动缺氧动物模型饲养箱，包括外箱体、置于外箱体内的饲养动物模型的内箱和氧气浓度控制单元，内箱顶部与外箱体顶壁之间设有混气空间，内箱其他各个侧面与外箱体内壁之间均设有气体流通间隔，在内箱侧壁上开有数个与外箱体内贯通的气口；外箱体顶部开设至少一个带电磁阀的外接第一氮气输入管路的氮气输入接口；所述外箱体顶部安装有只向外箱体内吹风的离心风机，向外箱体内输入空气以及将空气和氮气混合均匀经气体流通间隔和气口向内箱输送；氧气浓度控制单元的氧气浓度传感器安装于内箱内，氧气浓度控制单元的控制输出端连接所述电磁阀和离心风机的输入控制端。本发明的结构简单，全自动化程度高，操作简单，可用于制作稳定的缺氧性肺动脉高压动物模型及其他缺氧性动物，以满足各种实验的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种动物饲养箱，特别是涉及一种全自动缺氧动物模型饲养箱。
背景技术
动物实验是当前科学研究中最重要最常用的科学研究方法之一，是药理学、生理学、病理生理学等多种学科的基本研究手段。实验动物是目前研究与人体相关疾病及病理状态的最佳研究对象，而人类疾病动物模型的建立是疾病研究的重点，动物模型应具备与人类疾病有良好相似性、模型质量有良好的稳定性和可重复性等特点。肺血管疾病及呼吸睡眠暂停综合症等疾病与机体缺氧的关系密切。如肺动脉高压是肺动脉高压(PAH)是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的重要合并症，是影响COPD患者病程的独立危险因素，肺动脉高压可导致右心衰竭，增加了COPD患者的死亡率。目前，COPD已成为我国第四大死因，肺动脉高压是COPD患者致死重要的疾病转归，而现在研究认为缺氧是引起肺动脉高压的关键危险因素。因此建立缺氧性肺动脉高压动物模型对于研究缺氧型肺动脉高压的发病机制及机体病理学改变，开展新的诊疗方法和药物的临床前研究都有着非常重要的意义。目前国外制作肺动脉高压都需用特制的缺氧动物饲养箱，但国外进口缺氧动物设备因价格昂贵，系统稳定性差，自动化程度不高，操作复杂，箱内湿度及气体含量控制不准确，动物耐受性差等缺点，从而限制了研究工作的开展。因此我们自行设计制作了全自动缺氧动物培养箱，使其可以满足制作缺氧型肺动脉高压动物模型及其他缺氧性动物模型的要求，且此发明具有自动化程度高，操作简单，实验成本低，可任意调节箱内氧浓度及换气时间，动物耐受性好，适合工业化生产等优点，大大优于国外同类产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动缺氧动物模型饲养箱，该饲养箱的结构简单，全自动化程度高，操作简单，可用于制作稳定的缺氧性肺动脉高压动物模型及其他缺氧动物模型，以满足各种实验的需要。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现的：一种全自动缺氧动物模型饲养箱，包括外箱体、置于外箱体内的饲养动物模型的内箱和氧气浓度控制单元，内箱顶部与外箱体顶壁之间设有混气空间，内箱其他各个侧面与外箱体内壁之间均设有气体流通间隔，在内箱侧壁上开有数个与外箱体内贯通的气口；外箱体顶部开设至少一个带电磁阀的外接第一氮气输入管路的氮气输入接口，用于向外箱体内输入氮气调节内箱中的氧浓度；所述外箱体顶部安装有只向外箱体内吹风的离心风机，向外箱体内输入空气以及将空气和氮气混合均匀经气体流通间隔和气口向内箱输送；氧气浓度控制单元的氧气浓度传感器安装于内箱内，氧气浓度控制单元的控制输出端连接所述电磁阀和离心风机的输入控制端；当内箱中氧浓度高于设定值，自动控制开启电磁阀，氮气进入混气空间；当氧浓度低于设定值时电磁阀自动关闭，停止氮气输入。
所述的内箱上各个气口上都固定有上、下两块平行设置的导风板，导风板与水平面的倾斜角为锐角，气体从上往下送入内箱中，并在内箱中形成气体先自下而上然后再在内箱中部自上而下的流向，使内箱的气体均匀分布。
在所述的内箱中设置至少一个栅栏式水平托架，将内箱内自上而下分成至少两层放置动物饲养盒的空间。
本发明还包括低氧报警单元和用于向内箱中进风的送风机，送风机安装于内箱底壁；所述的低氧报警单元的触发输入端连接氧气浓度控制单元的浓度控制信号输出端，低氧报警单元的报警输出端连接所述送风机，当内箱中氧浓度低于设定的报警浓度时，自动控制开启送风机向内箱内送风补氧。
本发明所述的低氧报警单元还包括声或光报警器件，所述声或光报警器件的电连接端接入低氧报警单元的报警输出端。
本发明还包括定时换气控制单元、排风机和外箱体顶部开设至少一个的带电磁阀的外接第二氮气输入管路的换气氮气输入接口，排风机安装于内箱底壁，用于将内箱中的气体排至外箱体外；定时换气控制单元的控制输出端分别连接排风机、换气氮气输入接口的电磁阀和所述离心风机的控制输入端；定时换气控制单元按设定的参数定时控制开启排风机将内箱中气体向外排，同时控制换气氮气输入接口的电磁阀开启输入氮气进行混气。
所述第一氮气输入管路和第二氮气输入管路都设有用于控制充氮速度的气体流量控制器。
所述外箱体和内箱饲养箱的可以是无缝焊接式不锈钢金属箱或一体成型的塑料箱。若是采用一体成型的塑料箱，塑料材质可为聚砜塑料(PCU)或聚碳酸脂塑料(PC)。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明具有氧气浓度控制单元和低氧报警单元，可以根据实验需要设置箱体内氧气浓度，通过调节氮气流量计控制氧浓度下降速率，且控制非常精确，用于制作各种实验动物的急性、慢性缺氧模型及进行持续性、间断性缺氧动物实验。为制作研究低氧引起的机体病理生理学改变机制及其干预措施所需的动物模型提供一种良好的稳定的模型制作工具。
(2)本发明全自动化程度高，操作简单，只需设定内箱中氧气浓度阈值、换气时间，即能让内箱中氧气浓度以及箱内气体更换等工作自动完成，无需人工监控，使用非常方便。
(3)本发明中还设置有定时换气控制单元和排风机，可以定时更换内箱的气体，保障内箱中的水汽不会过多，为动物提供相对舒适的饲养环境。
(4)本发明设计合理，且制作工艺简单，可以实现大规模工业生产，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明的氧气浓度控制单元的工作流程示意图。
图3是本发明的定时换气单元的工作流程示意图。
图4是本发明的低氧报警单元的工作流程图。
具体实施方式
图1所示的全自动缺氧动物模型饲养箱是本发明的一个优先实施例，包括外箱体1、一个置于外箱体1内的饲养动物模型内箱2、离心风机5、氧气浓度控制单元、定时换气控制单元、排风机4、低氧报警单元和送风机3。外箱体1的其中一侧面设有铰接的单开箱门，内箱2在相应的一侧也设有与内箱2铰接的单开箱门，内箱2内设置两个栅栏式水平托架，将内箱2的空间自上而下分成三层放置饲养盒的空间，每层可放置2个栅栏式饲养盒，即内箱2中可以放置4～6个栅栏式饲养盒。内箱2顶部与外箱体1顶壁之间留置出一个混气空间6，内箱2的各个侧面与外箱体1内壁之间留置气体流通间隔，在内箱2侧壁上对称开有数个与外箱体1内贯通的气口21。内箱2上各个气口21上都固定有上、下两块平行设置的导风板22，导风板22与水平面的倾斜角为锐角，气体从上往下送入内箱2内，并在内箱2内形成气体先自下而上然后再在内箱2中部形成自上而下的流向，使内箱2中的气体均匀分布。外箱体1顶部开设四个带电磁阀的氮气输入接口，其中两个氮气输入接口作为氧浓度调节氮气输入接口11，外接第一氮气输入管路，用于向外箱体1内输入氮气调节内箱2内的氧气浓度；另两个氮气输入接口作为换气氮气输入接口12，外接第二氮气输入管路，在换气时向内箱2内输入氮气。外箱体1顶部安装有设有只向外箱体1内吹风的离心风机5，该离心风机5的出风口与混气空间连通。离心风机5运转时，其入风口打开与外界空气连通，并向外箱体1内输入空气，与此同时将空气和氮气混合均匀经气体流通间隔和气口21向内箱2输送。氧气浓度控制单元的氧气浓度传感器安装于内箱2内，氧气浓度控制单元的控制输出端连接氧浓度调节氮气输入接口11上的电磁阀和离心风机的输入控制端；当内箱2箱体内氧浓度高于设定值，自动控制开启电磁阀，氮气进入混气空间6；当氧浓度低于设定值时氧浓度调节氮气输入接口11上的电磁阀自动关闭，停止氮气输入。
送风机4安装于内箱2的底壁；低氧报警单元的触发输入端连接氧气浓度控制单元的浓度控制信号输出端，而低氧报警单元的报警输出端连接送风机4。低氧报警单元还包括声或光报警器件，该声或光报警器件的电连接端接入低氧报警单元的报警输出端。当内箱2中的氧浓度低于设定的报警浓度时，声或光报警器件进行报警，同时自动控制开启送风机向内箱2内送风补氧。
排风机3安装于内箱2底壁，其出风口与外界大气连通；定时换气控制单元的控制输出端分别连接排风机3、换气氮气输入接口12上的电磁阀和离心风机5的控制输入端；定时换气控制单元按设定的参数定时控制开启排风机4将内箱2内的气体向外排出，同时控制换气氮气输入接口12上的电磁阀开启输入氮气进行混气。在换气的同时，氧气浓度控制单元的氧气浓度传感器探测到内箱2内氧浓度高于设定值，自动控制开启氧浓度调节氮气输入接口12上的电磁阀，向饲养箱内输入氮气；当氧浓度低于设定值时氧浓度调节氮气输入接口12上的电磁阀自动关闭，停止氮气输入。
本实施例中的氧气浓度控制单元、定时换气控制单元和低氧报警单元以及它们之间的连接采用常规技术即可。
将动物置于饲养盒中后放置于内箱2内，关闭内箱2和外箱体1的箱门，让整个箱体内部成密闭空间，设定箱体内氧气浓度阈值为10％，内箱2内氧浓度报警浓度阈值、换气间隔时间为6分钟和换气时间20秒；如图2所示，开启氧气浓度控制单元和定时换气控制单元，氧气浓度传感器检测内箱中氧气浓度是否高于设定氧气浓度阈值，若检测结果为是，则氧气浓度控制单元启动离心风机5和氧浓度调节氮气输入接口11上的电磁阀向外箱体1内充入氮气和空气，并经气体流通间隔和气口21送进内箱2内，当内箱2体内氧气浓度达设定阈值，关闭离心风机5停止充入氮气。
如图3所示，每间隔6分钟，定时换气控制单元启动排风机4将内箱2内的气体向外箱体1外排出，并同时开启换气氮气输入接口12上的电磁阀和离心风机5向外箱体1内输入空气和第二氮气输入管路的氮气，从而更换内箱2内部的气体，使动物始终处于舒适的生存环境。在到达设定的结束时间时，即换气20秒后，关闭排风机4、换气氮气输入接口12上的电磁阀和离心风机5，停止换气工作。在进行换气工作时，氧气浓度传感器检测内箱2内氧气浓度是否高于设定的10％氧气浓度阈值，若检测结果为是，则氧气浓度控制单元启动氧浓度调节氮气输入接口11上的电磁阀向外箱体1内充入第一氮气输入管路的氮气，并经气体流通间隔和气口21送进内箱2内，当内箱2中氧气浓度达设定阈值，关闭离心风机5停止充入氮气。
如图4所示，若氧气浓度传感器检测到内箱2中氧气浓度低于报警浓度时，启动低氧报警单元进行报警，并启动送风机3向内箱2中进行送风补氧。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明中各组成的选配组合还可采用现有相同功能其它实施方式，因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种全自动缺氧动物模型饲养箱，其特征是，包括外箱体、置于外箱体内的饲养动物模型的内箱和氧气浓度控制单元，内箱顶部与外箱体顶壁之间设有混气空间，内箱其他各个侧面与外箱体内壁之间均设有气体流通间隔，在内箱侧壁上开有数个与外箱体内贯通的气口；外箱体顶部开设至少一个带电磁阀的外接第一氮气输入管路的氮气输入接口，所述第一氮气输入管路设有用于控制充氮速度的气体流量控制器；所述外箱体顶部安装有只向外箱体内吹风的离心风机，向外箱体内输入空气以及将空气和氮气混合均匀经气体流通间隔和气口向内箱输送；氧气浓度控制单元的氧气浓度传感器安装于内箱内，氧气浓度控制单元的控制输出端连接所述电磁阀和离心风机的输入控制端；当内箱中氧浓度高于设定值，自动控制开启电磁阀，氮气进入混气空间；当氧浓度低于设定值时电磁阀自动关闭，停止氮气输入。
2.根据权利要求1所述的全自动缺氧动物模型饲养箱，其特征是，所述的内箱上各个气口上都固定有上、下两块平行设置的导风板，导风板与水平面的倾斜角为锐角，气体从上往下送入内箱中，并在内箱中形成气体先自下而上然后再在内箱中部自上而下的流向，使内箱的气体均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的全自动缺氧动物模型饲养箱，其特征是，其还包括低氧报警单元和用于向内箱中进风的送风机，送风机安装于内箱的底壁；所述的低氧报警单元的触发输入端连接氧气浓度控制单元的浓度控制信号输出端，低氧报警单元的报警输出端连接所述送风机，当内箱中氧浓度低于设定的报警浓度时，自动控制开启送风机向内箱内送风补氧。
4.根据权利要求3所述的全自动缺氧动物模型饲养箱，其特征是，所述的低氧报警单元还包括声或光报警器件，所述声或光报警器件的电连接端接入低氧报警单元的报警输出端。
5.根据权利要求4所述的全自动缺氧动物模型饲养箱，其特征是，其还包括定时换气控制单元、排风机和外箱体顶部开设至少一个的带电磁阀的外接第二氮气输入管路的换气氮气输入接口，排风机安装于内箱的底壁；所述定时换气控制单元的控制输出端分别连接排风机、换气氮气输入接口的电磁阀和所述离心风机的控制输入端；所述定时换气控制单元按设定的参数定时控制开启排风机将内箱中气体向外排，同时控制换气氮气输入接口的电磁阀开启输入氮气进入混气。
6.根据权利要求5所述的全自动缺氧动物模型饲养箱，其特征是，所述的内箱中设置至少一个栅栏式水平托架，将内箱内自上而下分成至少两层放置动物饲养盒的空间。
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