CN104498359B - 一种细胞培养一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细胞培养一体机，特点是包括机体和控制系统，机体内设置有并排的且相互连通的传递腔和无菌腔，无菌腔内设置有至少一个培养箱，无菌腔的正面设置有至少两个操作口，操作口上密封设置有操作手套，传递腔与无菌腔之间设置有密封的隔断门，机体内设置有隔断门驱动装置，传递腔与无菌腔的内底面固定设置有轨道，传递腔内设置有与轨道滚动配合的推车，推车内设置有推车驱动装置，机体内设置有用于给无菌腔、传递腔、培养箱消毒的消毒装置，机体上设置有用于给无菌腔加温的加热装置和用于促进无菌腔内的空气循环的吹气装置，无菌腔内设置有监控装置；优点是通过该一体机进行细胞培养，使用方便灵活，造价成本低，对场地的空间占用小，而且也无需对操作人员进行消毒，节省了配备人体消毒设备的成本，有利于推广使用。

Description

一种细胞培养一体机

技术领域

本发明涉及生物工程技术中的细胞培养设备，尤其涉及一种细胞培养一体机。

背景技术

细胞培养是整个生物工程技术中一个必不可少的过程。细胞培养一般在培养箱中进行，而培养箱需要放置于一个无菌恒温的环境中。目前，培养箱基本都被放置在一个大的无菌房中进行细胞培养，这使得对无菌房的杀毒操作以及洁净化要求高，整个无菌房的总价成本也很高，而且场地占用大，不利用推广使用；此外，对细胞培养的操作者每次进出无菌房都要先进行全身消毒，这需要在无菌房外另外配备对人体的消毒设备，使得操作不便，同时也增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用方便、成本低，有利于推广使用的细胞培养一体机。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种细胞培养一体机，包括机体和控制系统，所述的机体内设置有并排的且相互连通的传递腔和无菌腔，所述的无菌腔内设置有至少一个培养箱，所述的无菌腔的正面设置有至少两个操作口，所述的操作口上密封固定设置有操作手套，所述的传递腔与所述的无菌腔之间设置有密封的隔断门，使得所述的传递腔与所述的无菌腔分别成为一个单独的密封空间，所述的机体内设置有隔断门驱动装置，所述的传递腔上设置有进物口，所述的进物口上设置有可开合的密封门，所述的传递腔与所述的无菌腔的内底面固定设置有轨道，所述的轨道位于所述的培养箱的前侧，所述的传递腔内设置有与所述的轨道滚动配合的推车，所述的推车内设置有推车驱动装置，所述的机体内设置有用于给所述的无菌腔、所述的传递腔、所述的培养箱消毒的消毒装置，所述的消毒装置包括固定安装在所述的机体内的第一风机、第一空气过滤器、过氧化氢雾化装置和过氧化氢催化装置，所述的第一风机与所述的第一空气过滤器固定连接，所述的第一空气过滤器与所述的过氧化氢雾化装置相连通，所述的过氧化氢雾化装置和所述的过氧化氢催化装置通过管道分别与所述的传递腔、所述的无菌腔相连通，所述的机体上设置有用于给所述的无菌腔加温的加热装置和用于促进所述的无菌腔内的空气循环的吹气装置，所述的无菌腔内设置有监控装置，所述的隔断门驱动装置、所述的推车驱动装置、所述的消毒装置、所述的加热装置、所述的吹气装置和所述的监控装置分别与所述的控制系统电连接。

所述的隔断门驱动装置包括固定安装在所述的无菌腔或所述的传递腔内的电动推杆、液压缸或气缸，所述的电动推杆、所述的液压缸或所述的气缸的驱动轴与所述的隔断门相连接，所述的隔断门上固定设置有密封条，所述的电动推杆、所述的液压缸或所述的气缸与所述的控制系统电连接。

所述的密封门铰接在所述的进物口上，所述的密封门上设置有转动把手，所述的转动把手的内侧固定设置有卡扣，所述的卡扣与所述的进物口相卡接，使得所述的密封门被密封锁定在所述的进物口上。

所述的推车包括推车主体和底盖，所述的底盖与所述的推车主体固定连接，所述的推车驱动装置设置在所述的推车主体内，所述的推车驱动装置包括至少两根平行设置的驱动轴，所述的驱动轴轴接在所述的推车主体内，所述的驱动轴的两端分别同轴固定设置有驱动轮，所述的驱动轮穿出所述的底盖与所述的轨道滚动配合，所述的推车主体内固定设置有与所述的驱动轴的数量相等且一一对应的驱动马达，所述的驱动马达的输出轴上同轴固定设置有驱动齿轮，所述的驱动轴上同轴固定设置有传动齿轮，所述的驱动齿轮与所述的传动齿轮相啮合，所述的传递腔内固定设置有位置传感器，所述的驱动马达和所述的位置传感器分别与所述的控制系统电连接，当所述的推车移动到位后，用于控制所述的推车停止移动。

所述的吹气装置包括第二风机和第二空气过滤器，所述的第二风机与所述的第二空气过滤器固定连接，且两者固定安装在所述的机体上，所述的无菌腔的上端腔壁上设置有进风口，所述的第二空气过滤器与所述的进风口相连通，所述的第二风机与所述的控制系统电连接；通过吹气装置，可使得消毒气体在无菌腔和传递腔内分布更加均匀，使得消毒比较充分，同时在消毒结束后，也可通过吹气装置将无菌腔、传递腔内的剩余消毒气体排出。

所述的加热装置包括第三风机和空气加热器，所述的第三风机与所述的空气加热器固定连接，且两者固定安装在所述的机体上，所述的第三风机的进风口与所述的空气加热器的出风口分别通过管道与所述的无菌腔相连通，所述的第三风机和所述的空气加热器分别与所述的控制系统电连接，通过该加热装置可对无菌腔进行加温，使无菌腔保持在一个恒定的温度，有利于细胞的培养。

所述的过氧化氢雾化装置包括箱体、超声波雾化器和液位计，所述的箱体内设置有直角型的隔板，将所述的箱体分成雾化腔和外腔，所述的隔板的上端与所述的箱体固定连接，所述的隔板的下端与所述的箱体的内底面之间留有间隙，使得所述的雾化腔与所述的外腔相连通，所述的液位计固定设置在所述的外腔中，所述的外腔上设置有过氧化氢进液口，所述的超声波雾化器固定安装在所述的箱体的底部且与所述的雾化腔相连通，所述的雾化腔上设置有进风口，所述的进风口与所述的第一空气过滤器相连通，所述的隔板上设置有雾化出口，所述的外腔的上端内固定设置有加热管，所述的箱体的上端设置有与所述的外腔相连通的过氧化氢蒸气出口，所述的过氧化氢蒸气出口通过管道分别与所述的传递腔、所述的无菌腔相连通。

用于与所述的传递腔、所述的无菌腔相连通的管道上分别设置有开关阀，可根据实际需要分别对无菌腔和传递腔进行过氧化氢消毒。

所述的过氧化氢催化装置包括罐体、筛网、罐盖、过氧化氢进气管和排液管，所述的过氧化氢进气管固定连接在所述的罐体的底部且与所述的罐体的内部相连通，所述的过氧化氢进气管通过管道分别与所述的无菌腔、所述的传递腔相连通，所述的排液管与所述的过氧化氢进气管相连通，所述的排液管上设置有开关阀，所述的罐体内灌注有过氧化氢催化剂液体，所述的筛网放置在所述的罐体内，所述的罐盖固定连接在所述的罐体的上端，所述的罐盖上设置有通气口，所述的通气口连通所述的罐体内部与外界大气，通过过氧化氢催化装置可将无菌腔以及传递腔内消毒后剩余的过氧化氢气体催化后排到大气中。

所述的筛网上固定设置有提手，方便筛网从罐体中取出。

所述的监控装置包括固定安装在所述的无菌腔的腔壁上的温度传感器、气压传感器和过氧化氢传感器，所述的温度传感器、所述的气压传感器和所述的过氧化氢传感器分别与所述的控制系统电连接。

所述的机体的下端设置有滚轮和调节脚，方便一体机的移动和定位。

与现有技术相比，本发明的优点是通过该一体机进行细胞培养，使用方便灵活，造价成本低，对场地的空间占用小，而且也无需对操作人员进行消毒，节省了配备人体消毒设备的成本，有利于推广使用。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明在横剖后的俯视图；

图3为本发明的纵剖示意图；

图4为本发明的推车的底部结构示意图；

图5为本发明的推车去掉底盖后的内部结构示意图；

图6为本发明的过氧化氢雾化装置的剖视图；

图7为本发明的过氧化氢雾化装置的内部结构立体图；

图8为本发明的过氧化氢催化装置的剖视图；

图9为本发明的过氧化氢催化装置去掉罐盖后的内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种细胞培养一体机，包括机体1和控制系统2，机体1内设置有并排的且相互连通的传递腔11和无菌腔12，无菌腔12内设置有两个并排的培养箱3，无菌腔12的正面设置有多个操作口121，操作口121上密封固定设置有操作手套（图中未显示），传递腔11与无菌腔12之间设置有隔断门13，隔断门13上固定设置有密封条14，使得传递腔11与无菌腔12分别成为一个单独的密封空间，机体1内设置有隔断门驱动装置，隔断门驱动装置包括固定安装在无菌腔12或传递腔11内的电动推杆15，电动推杆15的驱动轴与隔断门13相连接，电动推杆15与控制系统2电连接，传递腔11上设置有进物口111，进物口111上铰接有密封门112，密封门112上设置有转动把手113，转动把手113的内侧固定设置有卡扣114，卡扣114与进物口111相卡接，使得密封门112被密封锁定在进物口111上，传递腔11与无菌腔12的内底面固定设置有轨道16，轨道16位于培养箱3的前侧，传递腔11内设置有推车17，推车17包括推车主体171和底盖172，底盖172与推车主体171固定连接，推车主体171内设置有推车驱动装置，推车驱动装置包括三根平行设置的驱动轴173，驱动轴173轴接在推车主体171内，驱动轴173的两端分别同轴固定设置有驱动轮174，驱动轮174穿出底盖172与轨道16滚动配合，推车主体171内固定设置有与驱动轴173的数量相等且一一对应的驱动马达175，驱动马达175的输出轴上同轴固定设置有驱动齿轮176，驱动轴173上同轴固定设置有传动齿轮177，驱动齿轮176与传动齿轮177相啮合，传递腔11内固定设置有位置传感器115，驱动马达175、位置传感器115分别与控制系统2电连接，当推车17移动到位后，在位置传感器115与控制系统2两者的共同作用下，可控制推车17停止移动；

机体1内设置有用于给无菌腔12、传递腔11、培养箱3消毒的消毒装置，消毒装置包括固定安装在机体1内的第一风机41、第一空气过滤器42、过氧化氢雾化装置43和过氧化氢催化装置44，第一风机41与第一空气过滤器42固定连接，第一空气过滤器42与过氧化氢雾化装置43相连通，过氧化氢雾化装置43包括箱体431、超声波雾化器432和液位计433，箱体431内设置有直角型的隔板434，将箱体431分成雾化腔435和外腔436，隔板434的上端与箱体431固定连接，隔板434的下端与箱体431的内底面之间留有间隙，使得雾化腔435与外腔436相连通，液位计433固定设置在外腔436中，外腔436上设置有过氧化氢进液口437，超声波雾化器432固定安装在箱体431的底部且与雾化腔435相连通，雾化腔435上设置有进风口438，进风口438与第一空气过滤器42相连通，隔板434上设置有雾化出口439，外腔436的上端内固定设置有加热管430，箱体431的上端设置有与外腔436相连通的过氧化氢蒸气出口45，过氧化氢蒸气出口45通过管道分别与传递腔11、无菌腔12相连通，用于与传递腔11、无菌腔12相连通的管道上分别设置有开关阀46，第一风机41与控制系统2电连接；

过氧化氢催化装置44包括罐体441、筛网442、罐盖443、过氧化氢进气管444和排液管445，过氧化氢进气管444固定连接在罐体441的底部且与罐体441的内部相连通，过氧化氢进气管444通过管道分别与无菌腔12、传递腔11相连通，排液管445与过氧化氢进气管444相连通，排液管445上设置有开关阀446，罐体441内灌注有过氧化氢催化剂液体，筛网442放置在罐体441内，筛网442上固定连接有提手447，罐盖443固定连接在罐体441的上端，罐盖443上设置有通气口448，通气口448连通罐体441内部与外界大气；

机体1上设置有用于给无菌腔12加温的加热装置和用于促进无菌腔12内的空气循环的吹气装置，吹气装置包括第二风机5和第二空气过滤器51，第二风机5与第二空气过滤器51固定连接，且两者固定安装在机体1上，无菌腔12的上端腔壁上设置有进风口（图中未显示），第二空气过滤器51与进风口（图中未显示）相连通，加热装置包括第三风机6和空气加热器61，第三风机6与空气加热器61固定连接，且两者固定安装在机体1上，第三风机6的进风口与空气加热器61的出风口分别通过管道62与无菌腔12相连通，消毒装置4、第二风机5、第三风机6和空气加热器61分别与控制系统2电连接，无菌腔12的腔壁上固定设置有温度传感器7、气压传感器8和过氧化氢传感器9，温度传感器7、气压传感器8和过氧化氢传感器9分别与控制系统2电连接；机体1的下端设置有滚轮18和调节脚19。

上述实施例中，电动推杆15可以用液压缸或气缸替换，液压缸或气缸的驱动轴与隔断门13相连接。

上述实施例中，该细胞培养一体机的工作过程为：关闭隔断门13，使传递腔11和无菌腔12成为独立的密封空间，预先对无菌腔12、培养箱3消毒，消毒完成后控制无菌腔12内的气压和温度达到细胞培养环境的要求，当无菌腔12内的温度偏低时，通过控制系统2打开第三风机6和空气加热器61，使无菌腔12内的空气进行内循环加热，当无菌腔12内的温度达到要求时，关闭加热装置，然后打开密封门112，将需要培养的细胞放到传递腔11中的推车17上，关闭封闭门112，对传递腔11进行消毒，消毒后打开隔断门13，控制推车17沿着轨道16将培养细胞运送到无菌腔12中，然后操作员通过操作口121打开培养箱3，将培养细胞放置到培养箱3中进行细胞培养，最后控制推车17返回到传递腔11中，关闭隔断门13。

过氧化氢雾化装置43的雾化过程为：将过氧化氢液体通入箱体431，并进入雾化腔435中，超声波雾化器432将过氧化氢液体进行雾化，然后通过进风口438向雾化腔435中通入过滤后的空气，将雾化后的过氧化氢通过雾化出口439吹到外腔436中，并通过加热管430将过氧化氢加热气化，气化后的过氧化氢蒸气通过过氧化氢蒸气出口45以及管道分别根据实际需要通入到无菌腔12或传递腔11中。

过氧化氢催化装置44的催化过程为：通过第一风机41或第二风机5将无菌腔12或传递腔11中剩余的过氧化氢气体吹入到过氧化氢进气管444中，过氧化氢气体通入到罐体441内后通过过氧化氢催化剂进行催化，催化后的气体通过通气口448排入到大气中，由于罐体441内设置有筛网442，可将通入罐体441内的大股过氧化氢气体分散，提高过氧化氢的催化反应速率，使得过氧化氢的催化充分彻底。

Claims (10)

1.一种细胞培养一体机，其特征在于包括机体和控制系统，所述的机体内设置有并排的且相互连通的传递腔和无菌腔，所述的无菌腔内设置有至少一个培养箱，所述的无菌腔的正面设置有至少两个操作口，所述的操作口上密封固定设置有操作手套，所述的传递腔与所述的无菌腔之间设置有密封的隔断门，使得所述的传递腔与所述的无菌腔分别成为一个单独的密封空间，所述的机体内设置有隔断门驱动装置，所述的传递腔上设置有进物口，所述的进物口上设置有可开合的密封门，所述的传递腔与所述的无菌腔的内底面固定设置有轨道，所述的轨道位于所述的培养箱的前侧，所述的传递腔内设置有与所述的轨道滚动配合的推车，所述的推车内设置有推车驱动装置，所述的机体内设置有用于给所述的无菌腔、所述的传递腔、所述的培养箱消毒的消毒装置，所述的消毒装置包括固定安装在所述的机体内的第一风机、第一空气过滤器、过氧化氢雾化装置和过氧化氢催化装置，所述的第一风机与所述的第一空气过滤器固定连接，所述的第一空气过滤器与所述的过氧化氢雾化装置相连通，所述的过氧化氢雾化装置和所述的过氧化氢催化装置通过管道分别与所述的传递腔、所述的无菌腔相连通，所述的机体上设置有用于给所述的无菌腔加温的加热装置和用于促进所述的无菌腔内的空气循环的吹气装置，所述的无菌腔内设置有监控装置，所述的隔断门驱动装置、所述的推车驱动装置、所述的消毒装置、所述的加热装置、所述的吹气装置和所述的监控装置分别与所述的控制系统电连接。

2.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的隔断门驱动装置包括固定安装在所述的无菌腔或所述的传递腔内的电动推杆、液压缸或气缸，所述的电动推杆、所述的液压缸或所述的气缸的驱动轴与所述的隔断门相连接，所述的隔断门上固定设置有密封条，所述的电动推杆、所述的液压缸或所述的气缸与所述的控制系统电连接。

3.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的密封门铰接在所述的进物口上，所述的密封门上设置有转动把手，所述的转动把手的内侧固定设置有卡扣，所述的卡扣与所述的进物口相卡接，使得所述的密封门被密封锁定在所述的进物口上。

4.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的推车包括推车主体和底盖，所述的底盖与所述的推车主体固定连接，所述的推车驱动装置设置在所述的推车主体内，所述的推车驱动装置包括至少两根平行设置的驱动轴，所述的驱动轴轴接在所述的推车主体内，所述的驱动轴的两端分别同轴固定设置有驱动轮，所述的驱动轮穿出所述的底盖与所述的轨道滚动配合，所述的推车主体内固定设置有与所述的驱动轴的数量相等且一一对应的驱动马达，所述的驱动马达的输出轴上同轴固定设置有驱动齿轮，所述的驱动轴上同轴固定设置有传动齿轮，所述的驱动齿轮与所述的传动齿轮相啮合，所述的传递腔内固定设置有位置传感器，所述的驱动马达和所述的位置传感器分别与所述的控制系统电连接，当所述的推车移动到位后，用于控制所述的推车停止移动。

5.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的吹气装置包括第二风机和第二空气过滤器，所述的第二风机与所述的第二空气过滤器固定连接，且两者固定安装在所述的机体上，所述的无菌腔的上端腔壁上设置有进风口，所述的第二空气过滤器与所述的进风口相连通，所述的第二风机与所述的控制系统电连接。

6.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的加热装置包括第三风机和空气加热器，所述的第三风机与所述的空气加热器固定连接，且两者固定安装在所述的机体上，所述的第三风机的进风口与所述的空气加热器的出风口分别通过管道与所述的无菌腔相连通，所述的第三风机和所述的空气加热器分别与所述的控制系统电连接。

7.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的过氧化氢雾化装置包括箱体、超声波雾化器和液位计，所述的箱体内设置有直角型的隔板，将所述的箱体分成雾化腔和外腔，所述的隔板的上端与所述的箱体固定连接，所述的隔板的下端与所述的箱体的内底面之间留有间隙，使得所述的雾化腔与所述的外腔相连通，所述的液位计固定设置在所述的外腔中，所述的外腔上设置有过氧化氢进液口，所述的超声波雾化器固定安装在所述的箱体的底部且与所述的雾化腔相连通，所述的雾化腔上设置有进风口，所述的进风口与所述的第一空气过滤器相连通，所述的隔板上设置有雾化出口，所述的外腔的上端内固定设置有加热管，所述的箱体的上端设置有与所述的外腔相连通的过氧化氢蒸气出口，所述的过氧化氢蒸气出口通过管道分别与所述的传递腔、所述的无菌腔相连通。

8.如权利要求7所述的一种细胞培养一体机，其特征在于用于与所述的传递腔、所述的无菌腔相连通的管道上分别设置有开关阀。

9.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的过氧化氢催化装置包括罐体、筛网、罐盖、过氧化氢进气管和排液管，所述的过氧化氢进气管固定连接在所述的罐体的底部且与所述的罐体的内部相连通，所述的过氧化氢进气管通过管道分别与所述的无菌腔、所述的传递腔相连通，所述的排液管与所述的过氧化氢进气管相连通，所述的排液管上设置有开关阀，所述的罐体内灌注有过氧化氢催化剂液体，所述的筛网放置在所述的罐体内，所述的罐盖固定连接在所述的罐体的上端，所述的罐盖上设置有通气口，所述的通气口连通所述的罐体内部与外界大气。

10.如权利要求1所述的一种细胞培养一体机，其特征在于所述的监控装置包括固定安装在所述的无菌腔的腔壁上的温度传感器、气压传感器和过氧化氢传感器，所述的温度传感器、所述的气压传感器和所述的过氧化氢传感器分别与所述的控制系统电连接。