CN105199950A - 细胞复苏器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细胞复苏器，包括水浴锅，该细胞复苏器还包括：升降机构和设置在升降机构上的承载装置；控制器，与该升降机构电连接，用于控制升降机构的运动并将承载装置放入该水浴锅中。本发明通过升降机构与控制器的结合实现了自动化地大批量细胞复苏过程，并且可以精确控制复苏的时间和温度，记录复苏的过程参数，且避免了水浴锅中的水对冻存细胞可能的污染，大幅提高了细胞复苏质量，减轻了操作人员的负担，提高了工作效率。

Description

细胞复苏器

技术领域

本发明涉及细胞生物学技术领域，特别涉及一种细胞复苏器。

背景技术

细胞生物学研究的主要实验对象是各种原代培养或传代培养的细胞或细胞株。为了避免培养细胞在长期体外培养过程中造成的污染或多次传代引起的基因突变，实验者会将所培养的细胞在生长旺盛期时进行冻存，冻存细胞储存在加入细胞冻存液的细胞冻存管中，然后放置于-196℃的液氮中，在这种超低温环境下，细胞可以长期保存。在实验需要时，实验者可以将所冻存细胞在37℃复苏进行所需要的实验，这样可以最大限度的保证细胞的遗传稳定性。

细胞复苏是将冻存的细胞从液氮中取出浸入37℃温水中使其快速融化，恢复细胞活力的过程。冷冻细胞快速融化可以保证细胞外结晶在很短时间内融化，避免由于缓慢融化使水分渗入细胞重新结晶，对细胞造成伤害。所以复苏时，一般以很快的速度升温，1-2分钟内即恢复到37℃，杜绝细胞内外重新形成较大的冰晶。同时冷冻细胞的快速融化也避免细胞暴露在高浓度的电解质和细胞冻存液中过长的时间，造成细胞的损伤。因为快速融化无冰晶损伤和溶质损伤产生，可以保证复苏的细胞保持很高的活力，进行接种再培养，供科学研究或制成各类细胞制品。

在现有细胞复苏操作中，由于人工操作原因，冷冻细胞复苏温度、时间不能精确控制且需实时监测，造成同一批冷冻细胞实际复苏温度和时间存在差异，使得冷冻细胞复苏后活力质量不同，进而影响细胞实验结果或者细胞产品质量。同时由于现有复苏装置自动化程度较低，不适宜大规模的细胞复苏，操作人员劳动强度较大，效率较低。此外，人工操作时无法完全避免水浴锅中水没过冻存管盖造成冷冻细胞污染问题。

专利CN201785394U公开了一种细胞复苏器，可用于大批量的细胞冻存管中细胞的复苏，但该发明有如下问题：1、无法精准控制复苏的时间和温度；2、仅适用于固定直径的冻存管。专利CN204058484公开了一种便携式、温度可控的细胞复苏器，该发明可将大量的细胞冻存管插入托盘的孔中进行细胞的复苏，减少温度误差，减轻人员工作负担，提高工作效率，但仍有以下缺点：1、仍然需要人工操作复苏过程，不能保证复苏的准确时间；2、不能够实时监测复苏器温度的变化，不能保证复苏的准确温度；3、冻存管整体置于水中，很容易导致冻存细胞被污染；4、复苏器托盘的孔径大小已定，仅使用一个固定规格冻存管。上述缺陷使该种细胞复苏器仍然无法避免现有细胞复苏过程的种种弊病。专利CN204151347公开了一种水浴循环的细胞复苏器，该发明将冻存管放置孔设为卡位孔，将冻存管固定于水浴锅中，且起到与复苏器中水隔离的效果。但仍然没有解决精确控制复苏时间和温度的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术实现细胞复苏需要人工手持细胞管，自动化程度不高且因人为因素导致的细胞复苏时间和温度难以准确控制的缺陷，提供一种细胞复苏器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种细胞复苏器，包括水浴锅，其特点在于，该细胞复苏器还包括：

升降机构和设置在升降机构上的承载装置；

控制器，与该升降机构电连接，用于控制升降机构的运动并将承载装置放入该水浴锅中。

本发明通过控制器与升降机构的结合，实现了自动化的细胞复苏。且通过控制器设定冻存管在水浴锅中的时间，可以精准控制冻存管在水浴锅中的复苏时间，保证了细胞复苏操作的一致性。

较佳地，该承载装置为托盘，该托盘设有若干卡位孔。托盘可以进行批量放置冻存管，而卡位孔可以放置不同尺寸的冻存管。

较佳地，该托盘可拆卸地设置于该升降机构上。托盘会在实验过程中受到腐蚀且实验过程中对冻存管数量的要求不同，操作人员可根据实际情况选择并更换合适的托盘规格。

较佳地，该细胞复苏器还包括第一隔离套，设置于该水浴锅中，用于隔离该承载装置与该水浴锅。第一隔离套实现冻存管与水浴锅的干湿分离，在获取恒定温度环境的同时，避免冻存管接触到水，进而避免了可能引起的冻存管的细菌污染。其中，第一隔离套采用导热性能优良的材料制成。

较佳地，该细胞复苏器还包括盖板，设置于该升降机构上，且位于该承载装置上部，且该盖板与该第一隔离套的开口相匹配。第一隔离套与盖板可以组成一个密封空间，将冻存管放置在该密封空间进行细胞复苏，减小了环境温度对隔离套的影响，从而达到精确控制复苏温度的目的。

较佳地，该承载装置包括若干第二隔离套，该第二隔离套用于承载冻存管且用于隔离该冻存管与水浴锅。本方案提供了又一种承载装置的实现方式，第二隔离套用于放置冻存管，且其规格依据冻存管的规格特别设计而成。实验中，将冻存管直接放置在第二隔离套中，第二隔离套采用导热性能优良的材料制成，导热性能好，且又实现了冻存管与水浴锅的干湿分离。

较佳地，该细胞复苏器还包括距离传感器，设置于该升降机构上，该距离传感器与该控制器电连接，且该距离传感器用于定位该承载装置位于该水浴锅中的位置。距离传感器可以将承载装置位于水浴锅的相对位置信息发送给控制器，控制器控制升降机构运动进而实现冻存管在水浴锅中位置的精确定位，即使冻存管中的细胞全部至于水浴锅中，但水浴锅中的水又不会没过冻存管管口。当细胞复苏完成，控制器还控制承载机构从水浴锅中取出，并提升到操作人员方便操作的位置。

较佳地，该控制器包括报警模块，用于当该水浴锅的温度与设定值不一致时提示报警信息。以提醒操作人员做出应急方案。

较佳地，该控制器连接扫码枪，且该控制器用于记录该扫码枪获取的每一冻存管的条形码信息。同时，控制器实时跟踪并记录与扫码枪获取的条形码相对应的冻存管的复苏温度和复苏时间，将实验过程记录下的数据与冻存管形成一一对应关系，以便保证实验数据的可追溯性。

较佳地，该控制器还包括显示屏，该显示屏显示该水浴锅的温度数值，和/或该承载装置位于水浴锅中的设定时间数值，和/或该承载装置位于水浴锅中的剩余时间数值。通过显示屏可对水浴锅进行可视化地各类参数调整及监控。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过升降机构与控制器的结合实现了自动化地批量细胞复苏，通过设定冻存管在水浴锅中的时间，达到了冻存细胞复苏时间的精确控制和记录，显著提高了细胞复苏时间的一致性。通过设定导热隔离套，实现了复苏过程的干湿分离，避免了细胞受到污染。综合而言，本发明大幅提高了细胞复苏的质量和稳定性，为后续细胞实验或生产打下了良好的基础，同时本发明可以减轻操作人员的负担，完成批量细胞复苏，显著提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的细胞复苏器的结构示意图；

图2示出了使用实施例1的细胞复苏器验证冻存细胞复苏温度对复苏时间的影响统计图；

图3示出了使用实施例1的细胞复苏器验证冻存细胞复苏温度对72小时倍增率的影响统计图；

图4为本发明实施例2的细胞复苏器的结构示意图；

图5为本发明实施例3的细胞复苏器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

图1示出了一种细胞复苏器，用于快速恢复冷存在液氮中的细胞的活性。本发明包括水浴锅1，升降机构2，可拆卸地设置在升降机构2上的承载装置，控制器4和距离传感器(图中未示出)。

本实施例中，升降机构2为丝杆升降机，包括电机(图中未示出)、丝杆21、滑块机构22。控制器4与升降机构2电连接，用于控制升降机构2的运动并将承载装置放入水浴锅1中。承载装置为托盘3，但不限于托盘3，可以为可夹持冻存管5的夹具。托盘3上设有卡位孔，托盘3可用于批量固定不同尺寸的冻存管5。

本实施例中，细胞复苏器还包括距离传感器，设置于升降机构2上，距离传感器与该控制器4电连接，用于定位承载装置位于水浴锅1中的位置。

在细胞复苏过程中，操作人员通过控制器4上的按钮或者水浴锅1上的按钮设定水浴锅1的温度，接着操作人员将装有细胞的冻存管5通过卡位孔放置在托盘3上，并通过控制器4设定冻存管5放置在水浴锅1中的时间，该时间通过操作人员大量反复实验并不断总结最后确定。这时控制器4控制升降机构2运动，距离传感器定位升降机构2在水浴锅1中的位置后，控制器4停止升降机构2动作，同时控制器4中的计数器开始计数，当时间达到设定时间值，控制器4控制升降机构2将冻存管5批量取出，实现冻存管5与水浴锅1的分离。

本实施例中，控制器4还包括：报警模块，用于实时进行报警提示，例如当水浴锅1的温度与设定温度值不一致时提示报警信息；当冻存管5放入水浴锅1中的时间达到预设值，而升降机构2未将冻存管5取出，报警模块提示报警信息；显示屏41，显示水浴锅1的温度数值、承载装置位于水浴锅1中的设定时间数值、承载装置位于水浴锅1中的剩余时间数值中的一种或多种。控制器4还可以连接扫码枪，扫码枪扫取每支冻存管5上的条形码信息，并输入控制器4。控制器4记录扫码枪获取的条形码，同时跟踪并保存相应的冻存管5的复苏温度以及复苏时间，将实验过程记录下的数据与冻存管5形成一一对应关系，保证实验数据可追溯性。

图2-3示出了，使用本实施例的细胞复苏器对2类细胞进行冻存细胞复苏温度对复苏时间的影响和冻存细胞复苏温度对72小时倍增率的影响的实验。

根据实验数据发现，在实验温度范围内(37℃-70℃)，复苏温度和复苏时间及72小时倍增率呈线性相关。复苏温度越高，复苏时间越短，且较现有技术，各个温度值下，细胞复苏时间均减少了。复苏温度越高，72小时倍增率越高，且较现有技术，各个温度值下，细胞倍增率均相应增加。而复苏温度对于复苏细胞活率没有明显影响。因此可见，复苏温度对于冻存细胞复苏质量是有明显影响的。因此对于冻存细胞的复苏温度及时间进行严格控制是有科学意义的。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，如图4所示，不同之处在于细胞复苏器还包括第一隔离套6和盖板7，第一隔离套6用于隔离承载装置与水浴锅1，盖板7设置在升降机构2上且位于承载装置上部的盖板7，盖板7与第一隔离套6的开口相匹配，并且盖板7可以与第一隔离套6组成一个密封空间。进行细胞复苏时，升降机构2将设有若干冻存管5的托盘3放置在第一隔离套6中，避免了冻存管5与水直接接触，当升降机构2运动到达最低点位置时，盖板7刚好盖合于第一隔离套6的开口，将冻存管5密封在一个密封环境中，减少了外界环境因素对第一隔离套6内的温度带来的影响。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，如图5所示，不同之处在于，承载装置包括若干第二隔离套8，且第二隔离套8可拆卸地设置于承载装置上。第二隔离套8用于承载冻存管5且用于隔离冻存管5与水浴锅1，避免了冻存管5与水直接接触，实现冻存管5与水浴锅1的干湿分离。第二隔离套8采用导热性能优良的材料制成，其规格依据冻存管5的规格特别设计而成，每个冻存管5对应一个隔离套，这样在热传导方面会兼顾的更好一些。实验中，直接将冻存管5放置在第二隔离套8中，控制器4接收距离传感器的距离信号并控制升降机构2带动第二隔离套8尽可能至于水浴锅1中，但水浴锅1中的水又不会没过第二隔离套8的套口。本实施例，在快速获取恒定温度环境的同时，避免冻存管5接触到水，进而避免了可能引起的冻存管5的细菌污染。另外，为了更好的保证细胞复苏效果，可在冻存管5上设置管塞(图中未示出)且暴露在冻存管5外的管塞部分的大小与第二隔离套8的开口相匹配，即第二隔离套8与暴露在冻存管5外的管塞可以组成一个密封空间，将冻存管5放置在该密封空间进行细胞复苏，减小了环境温度对导热隔离套的影响，从而达到精确控制复苏温度的目的。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种细胞复苏器，包括水浴锅，其特征在于，该细胞复苏器还包括：

升降机构和设置在升降机构上的承载装置；

控制器，与该升降机构电连接，用于控制该升降机构的运动并将该承载装置放入该水浴锅中。

2.如权利要求1所述的细胞复苏器，其特征在于，该承载装置为托盘，该托盘设有若干卡位孔。

3.如权利要求2所述的细胞复苏器，其特征在于，该托盘可拆卸地设置于该升降机构上。

4.如权利要求1所述的细胞复苏器，其特征在于，该细胞复苏器还包括第一隔离套，设置于该水浴锅中，用于隔离该承载装置与该水浴锅。

5.如权利要求4所述的细胞复苏器，其特征在于，该细胞复苏器还包括盖板，设置于该升降机构上，且位于该承载装置上部，且该盖板与该第一隔离套的开口相匹配。

6.如权利要求1所述的细胞复苏器，其特征在于，该承载装置包括若干第二隔离套，该第二隔离套用于承载冻存管且用于隔离该冻存管与该水浴锅。

7.如权利要求1所述的细胞复苏器，其特征在于，该细胞复苏器还包括距离传感器，设置于该升降机构上，该距离传感器与该控制器电连接，且该距离传感器用于定位该承载装置位于该水浴锅中的位置。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的细胞复苏器，其特征在于，该控制器包括报警模块，用于当该水浴锅的温度与设定值不一致时提示报警信息。

9.如权利要求8所述的细胞复苏器，其特征在于，该控制器连接扫码枪，且该控制器还用于记录该扫码枪获取的每一冻存管的条形码信息。

10.如权利要求1-7中任意一项所述的细胞复苏器，其特征在于，该控制器还包括显示屏，该显示屏显示该水浴锅的温度数值，和/或该承载装置位于该水浴锅中的设定时间数值，和/或该承载装置位于该水浴锅中的剩余时间数值。