CN103667053B - 自动连续换液细胞培养装置 - Google Patents

自动连续换液细胞培养装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103667053B
CN103667053B CN201310182185.8A CN201310182185A CN103667053B CN 103667053 B CN103667053 B CN 103667053B CN 201310182185 A CN201310182185 A CN 201310182185A CN 103667053 B CN103667053 B CN 103667053B
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulation construction
agent structure
nutrient solution
screw
magnetic valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310182185.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103667053A (zh
Inventor
李莹辉
谭映军
王春艳
于建茹
聂捷琳
顾寅
万玉民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Astronaut Research and Training Center
Original Assignee
China Astronaut Research and Training Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Astronaut Research and Training Center filed Critical China Astronaut Research and Training Center
Priority to CN201310182185.8A priority Critical patent/CN103667053B/zh
Publication of CN103667053A publication Critical patent/CN103667053A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103667053B publication Critical patent/CN103667053B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

一种自动连续换液细胞培养装置，既具备连续自动换液控制能力，又可提供细胞培养所需要的条件，实现培养过程中细胞培养液自动连续更换。其特征在于包括环境控制系统、连续培养系统和外壳三部分。外壳由主体结构、右侧盖、主盖、盖锁和活叶组成，主盖通过活叶安装于主体结构前面，通过盖锁锁紧在主体结构上；右侧盖通过螺钉固定于主体结构右侧；环境控制系统由加热器、对流风扇、温度传感器、保温结构、CO2气瓶、输气管、电磁阀、CO2传感器、控制线路板、显示屏和联接线组成。连续培养系统由培养液存贮瓶、管路、换液电机、换液泵头、培养液输入管、细胞培养瓶盖、培养液输出管、细胞培养瓶、样本架和废液收集瓶组成。

Description

自动连续换液细胞培养装置
技术领域
本发明涉及一种应用于细胞生物学领域和生命科学领域的细胞培养装置，特别是一种具备自动更换培养液功能的细胞培养装置。
背景技术
在细胞生物学研究领域和生命科学研究领域中，细胞培养是最基本的环节。细胞培养过程中，细胞培养液的定时定量更换是最关键的操作。目前，实验室常用的细胞培养液更换方式是通过人工手动操作实现的。这种细胞培养更换方法不足如下：
1、人工手动换液操作间断式，无法在细胞培养过程中实现连续定量细胞培养液更换。
2、人工手动换液需要将细胞样本从培养环境中取出操作，环境的变化对细胞样本的影响不能忽视。
3、人工换液难以精准控制培养液用量。
发明内容
本发明的目的是建立一种自动连续换液细胞培养装置，既具备连续自动换液控制能力，又可提供细胞培养所需要的条件，实现培养过程中细胞培养液自动连续更换。
本发明包括环境控制系统、连续培养系统和外壳三部分，连续培养系统安装于环境控制系统内部，环境控制系统内置于外壳中。
所述的外壳由主体结构、右侧盖、主盖、盖锁和活叶组成。主盖通过活叶安装于主体结构前面，通过盖锁锁紧在主体结构上；右侧盖通过螺钉固定于主体结构右侧。
所述的环境控制系统由加热器、对流风扇、温度传感器、保温结构、CO2气瓶、输气管、电磁阀、CO2传感器、控制线路板、显示屏和联接线组成。保温结构安装于主体结构左侧；加热器和对流风扇用螺钉安装于保温结构低面左上角，温度传感器粘在保温结构底面中间靠上位置；电磁阀用螺钉安装于保温结构右侧外部下边，CO2传感器粘在保温结构底面中间靠下位置，位于温度传感器下方；控制线路板安装于保温结构右侧外面上方，通过螺钉固定；显示屏用螺钉安装在主体结构前面右侧。加热器、对流风扇、温度传感器、电磁阀、CO2传感器和显示屏都通过联接线与控制线路板相连。外置的CO2气瓶和电磁阀进口通过穿过主体结构背面右下角的输气管相联，电磁阀出口用输气管联接到保温结构内部，形成CO2气体从气瓶到培养细胞的保温结构内部的受控流动通道。
所述的连续培养系统由培养液存贮瓶、管路、换液电机、换液泵头、培养液输入管、细胞培养瓶盖、培养液输出管、细胞培养瓶、样本架和废液收集瓶组成。培养液存贮器和废液收集瓶放置于保温结构右侧，换液电机与换液泵头用螺钉安装于保温结构底面靠右位置，换液电机通过电机轴带动换液泵头工作；细胞培养瓶用样本架放置于保温结构左侧，细胞培养瓶盖通过螺纹拧在细胞培养瓶口，培养液输入管和培养液输出管插入细胞培养瓶盖后伸入细胞培养中；管路联接培养液存贮瓶、换液泵头、培养液输入管、细胞培养瓶、培养液输出管和废液收集瓶，形成一个完整的细胞培养液流加回路。
本发明采用上述技术方案后，其显著特点是：
1、可在细胞培养过程中实现自动细胞培养液连续更换，细胞培养液流速可根据实验要求进行调节；也可自动间歇换液。
2、换液过程和培养过程有机结合，装置可自动控制保温结构内部的环境温度与CO2气体浓度，满足细胞培养要求，不会因换液影响正常细胞培养。因此，本发明既具备细胞自动细胞培养功能，同时又具备连续换液功能，二者兼备。
3、换液过程全部自动化，不涉及人工操作，换液量控制精度高。
附图说明
图1为本发明自动连续换液细胞培养装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明自动连续换液细胞培养装置，主体结构25采用硬质铝合金LY12机加工整体成型，外形尺寸为541.6×272×200(单位：mm)，表面喷黑塑。主盖2也采用LY12机加工整体成型，表面喷黑塑，通过2个标准活叶3安装于主体结构25前面左侧，盖锁1采用不锈钢1Cr18Ni9Ti加工，能在主盖2安装孔中转动，盖锁1转动90°可将主盖2锁紧在主体结构25上，再转动90°即可解锁；右侧盖15为铝合金LY12板，通过12个M3螺钉固定于主体结构25右侧。
保温结构24采用无毒PC材料发泡成型，有效厚度为10mm，用环氧结构粘接于主体结构25内部左侧；加热器22采用JRP125型聚酰亚胺薄膜型，对流风扇23为标准DC12V轴流风扇，加热器22和对流风扇23用4个M3螺钉安装于保温结构24底面左上角，温度传感器21采用数字型传感器，型号为MCP9804型，用结构胶粘在保温结构24底面中间靠上位置；电磁阀13为低渗漏的气液两用阀，型号为NV-24微型电磁阀，用2个M3螺钉安装于保温结构24右侧外部下边，CO2传感器20为COZIR型近红外传感器，粘在保温结构24底面中间靠下位置，位于温度传感器21下方；控制线路板用4个M3标准沉头螺钉安装于保温结构24右侧外面上方；显示屏12为8″数字触摸屏，可数字化直接输入装置工作参数，实验装置进入工作状态后，显示屏12还显示装置实际工作参数，显示屏12型号为AMT9507型，用5个M3沉头螺钉安装在主体结构25前面右侧。外置的CO2气瓶16为8L铝质平底压力气瓶，贮气压力为5MPa，CO2气瓶16和电磁阀13的进口通过穿过主体结构25背面右下角的输气管16相联，输气管16材质为聚四氟乙烯，管外径为3.2mm，壁厚1mm，电磁阀13出口用输气管16联通到保温结构24内部。
培养液存贮瓶11和废液收集瓶10为带盖的玻璃质试剂瓶，培养液存贮瓶11和废液收集瓶10均放置于保温结构24右侧，换液电机19为微步距SSM23S型步进电机，换液泵头18为卡片式DG-12标准蠕动泵头，换液电机19用4个M4螺钉安装于保温结构24底面靠右位置，换液电机19通过电机轴带动换液泵头18工作；细胞培养瓶5为标准25cm2细胞培养瓶，3个细胞培养瓶5用样本架4放置于保温结构24左侧，细胞培养瓶5的数量可随实验要求增减；样本架4采用铝合金LY12线切割整体成型，表面钝化处。细胞培养瓶盖6通过螺纹拧在细胞培养瓶5瓶口，培养液输入管8和培养液输出管7插入细胞培养瓶盖6后伸入细胞培养瓶5中；管路9为硅橡胶管，管外径5mm，壁厚为2mm，联接培养液存贮瓶11、换液泵头18、培养液输入管8、细胞培养瓶5、培养液输出管7和废液收集瓶10，形成一个完整的细胞培养液流加回路。
实验时，先按实验要求将一定数量的细胞培养瓶5，在超净台中用管路9按序联接培养液存贮瓶11和废液收集瓶10，形成一个完整的流路。再将细胞培养瓶5放置于样本架4上，养液存贮瓶11和废液收集瓶10放置于保温结构24右侧，管路9安装到换液泵头18上。合上主盖2，用盖锁1锁紧。装置通电后，在显示屏12上设置温度、CO2浓度和流速等工作参数，并启动进入工作状态。工作过程中，换液电机19带动换液泵头18工作，细胞培养液按要求流速从培养液存贮瓶11流出后，进入各细胞培养瓶5中，流出的培养液自动收集到废液收集瓶10内；同时，装置通过调节加热器22和对流风扇23，自动控制保温结构24内部的温度；调节电磁阀13，控制从气瓶17中沿输气管16进入保温结构24内部的CO2量，调节CO2浓度，从而实现连续自动换液的同时，自动进行细胞培养。

Claims (1)

1.一种自动连续换液细胞培养装置，其特征在于：包括环境控制系统、连续培养系统和外壳三部分，连续培养系统安装于环境控制系统内部，环境控制系统内置于外壳中；
所述的外壳由主体结构(25)、右侧盖(15)、主盖(3)、盖锁(1)和活叶(3)组成，主盖(3)通过活叶(3)安装于主体结构(25)前面，通过盖锁(1)锁紧在主体结构(25)上；右侧盖(15)通过螺钉固定于主体结构(25)右侧；
所述的环境控制系统由加热器(22)、对流风扇(23)、温度传感器(21)、保温结构(24)、CO2气瓶(17)、输气管(16)、电磁阀(13)、CO2传感器(20)、控制线路板、显示屏(12)和联接线组成；保温结构(24)安装于主体结构(25)左侧；加热器(22)和对流风扇(23)用螺钉安装于保温结构(24)低面左上角，温度传感器(21)粘在保温结构(24)底面中间靠上位置，电磁阀(13)用螺钉安装于保温结构(24)右侧外部下边，CO2传感器(20)粘在保温结构(24)底面中间靠下位置，位于温度传感器(21)下方，控制线路板安装于保温结构(24)右侧外面上方，通过螺钉固定，显示屏(12)用螺钉安装在主体结构(25)前面右侧，加热器(22)、对流风扇(23)、温度传感器(21)、电磁阀(13)、CO2传感器(20)和显示屏(12)都通过联接线与控制线路板相连，外置的CO2气瓶(17)和电磁阀(13)进口通过穿过主体结构(25)背面右下角的输气管(16)相联，电磁阀(13)出口用输气管(16)联接到保温结构(24)内部，形成CO2气体从气瓶到培养细胞的保温结构(24)内部的受控流动通道；
所述的连续培养系统由培养液存贮瓶(11)、换液电机(19)、换液泵头(18)、培养液输入管(8)、细胞培养瓶盖(6)、培养液输出管(7)、细胞培养瓶(5)、样本架(4)和废液收集瓶(10)组成，培养液存贮器(11)和废液收集瓶(10)放置于保温结构(24)右侧，换液电机(19)与换液泵头(18)用螺钉安装于保温结构(24)底面靠右位置，换液电机(19)通过电机轴带动换液泵头(18)工作，细胞培养瓶(5)用样本架(4)放置于保温结构(24)左侧，细胞培养瓶盖(6)通过螺纹拧在细胞培养瓶(5)口，培养液输入管(8)和培养液输出管(7)插入细胞培养瓶盖(6)后伸入细胞培养瓶(5)中；
主体结构(25)采用硬质铝合金LY12机加工整体成型，外形尺寸为541.6×272×200mm，表面喷黑塑；主盖(2)采用LY12机加工整体成型，表面喷黑塑，通过2个标准活叶(3)安装于主体结构(25)前面左侧，盖锁(1)采用不锈钢1Cr18Ni9Ti加工，能在主盖(2)安装孔中转动，盖锁(1)转动90°可将主盖(2)锁紧在主体结构(25)上，再转动90°即可解锁；右侧盖(15)为铝合金LY12板，通过12个M3螺钉固定于主体结构(25)右侧；
保温结构(24)采用无毒PC材料发泡成型，厚度为10mm；加热器(22)和对流风扇(23)用4个M3螺钉安装于保温结构(24)底面左上角，温度传感器(21)采用数字型传感器，用结构胶粘在保温结构(24)底面中间靠上位置；电磁阀(13)为低渗漏的气液两用阀，用2个M3螺钉安装于保温结构(24)右侧外部下边，粘在保温结构(24)底面中间靠下位置，位于温度传感器(21)下方；控制线路板用4个M3标准沉头螺钉安装于保温结构(24)右侧外面上方；显示屏(12)为8″数字触摸屏，可数字化直接输入装置工作参数，实验装置进入工作状态后，显示屏(12)还显示装置实际工作参数，用5个M3沉头螺钉安装在主体结构(25)前面右侧。
CN201310182185.8A 2013-05-17 2013-05-17 自动连续换液细胞培养装置 Active CN103667053B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310182185.8A CN103667053B (zh) 2013-05-17 2013-05-17 自动连续换液细胞培养装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310182185.8A CN103667053B (zh) 2013-05-17 2013-05-17 自动连续换液细胞培养装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103667053A CN103667053A (zh) 2014-03-26
CN103667053B true CN103667053B (zh) 2015-07-29

Family

ID=50305835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310182185.8A Active CN103667053B (zh) 2013-05-17 2013-05-17 自动连续换液细胞培养装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103667053B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104371920A (zh) * 2014-11-06 2015-02-25 徐小杨 用于细胞培养的液滴换液操作装置
CN107585876B (zh) * 2017-08-30 2020-05-05 宁波佗鹊堂生物科技有限公司 母液培养的换料方法
CN107881107B (zh) * 2017-11-15 2023-06-06 中国航天员科研训练中心 自动细胞培养设备的图像采集系统
CN109294914A (zh) * 2018-11-19 2019-02-01 冯可 一种可远程监控多功能培养装置
CN109735453A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 陕西师范大学 一种乳腺癌mcf-7细胞株匀速换液培养装置
CN110951612A (zh) * 2019-12-12 2020-04-03 中国科学院深圳先进技术研究院 一种自动换液装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006141326A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Hitachi Medical Corp 培養装置
CN101993823A (zh) * 2009-08-28 2011-03-30 中国航天员科研训练中心 环境自控型细胞学实验平台
CN102382766A (zh) * 2011-11-29 2012-03-21 向开兴 潮汐式动物细胞培养生物反应器
CN102533548A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 株式会社日立制作所 细胞培养装置
JP2013031461A (ja) * 2012-11-16 2013-02-14 Hitachi Ltd 自動培養装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006141326A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Hitachi Medical Corp 培養装置
CN101993823A (zh) * 2009-08-28 2011-03-30 中国航天员科研训练中心 环境自控型细胞学实验平台
CN102533548A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 株式会社日立制作所 细胞培养装置
CN102382766A (zh) * 2011-11-29 2012-03-21 向开兴 潮汐式动物细胞培养生物反应器
JP2013031461A (ja) * 2012-11-16 2013-02-14 Hitachi Ltd 自動培養装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103667053A (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103667053B (zh) 自动连续换液细胞培养装置
CN102329729B (zh) 一种用于悬浮细胞微重力效应模拟的培养系统
CN103756898A (zh) 一种可施加动态载荷的细胞三维受力培养装置
CN203622973U (zh) 一种注塑型腔温度可控的微发泡装置
CN102212473B (zh) 平板流动腔细胞培养系统
CN102053146B (zh) 一种土壤土柱模拟试验的自动淋溶方法
CN103333800B (zh) 一种体外细胞动静态正-负压加载实验系统及方法
CN106066198B (zh) 一种测定集气袋中沼气体积的简易装置及测定方法
CN209260098U (zh) 生物反应器控制系统
CN104673669A (zh) 一种基于微载体的微流控细胞培养系统及其操控方法
CN207472611U (zh) 一种微生物肥料生产用抽检机构
CN201034880Y (zh) 氮吹仪
CN2618665Y (zh) 基于虚拟仪器控制技术的化学反应器
CN202124632U (zh) 干细胞培养灌流装置
CN207159236U (zh) 一种增强氧供给的细胞培养装置
CN203295501U (zh) 一种灌注式生物反应器实验装置
CN206843447U (zh) 一种自流式光合反应装置
CN206020212U (zh) 一种bod在线自动监测系统
CN206447884U (zh) 混合培养装置
CN205392376U (zh) 一种液体流量控制实验装置
CN211999656U (zh) 一种微生物培养试验装置
CN209677045U (zh) 植物培养架
CN204101545U (zh) 生物耗氧量快速检测装置
CN208742441U (zh) 一种温控翻转振荡器
CN206592112U (zh) 微生物驱油作用三维物理模拟实验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant