CN106282014A - 细胞培养装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种细胞培养装置，其包含至少一储存箱体、至少一屏障以及一作业箱体。其中该至少一储存箱体包含一培养架、一直立轨道以及一旋转式夹具；该作业箱体具有相对的两面，其包含一填充区以及一观察区；该填充区包含一第一输送装置、至少一开关装置以及至少一填充装置；该观察区包含至少一第一观察装置以及一第二输送装置。本发明还提供一种细胞培养装置的使用方法，包含填充流程、一观察流程或一收集流程。因此该细胞培养装置可自动地执行多种流程，以达成节省人力的功效。

Description

细胞培养装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种细胞培养装置，特别是指可自动化移动培养盒于作业区的细胞培养装置。本发明还涉及一种使用方法，特别是指执行前述的细胞培养装置的使用方法。

背景技术

近年来，细胞培养的技术已经发展的相当成熟，所培养的细胞已经被应用在各种不同的领域，以至于培养细胞目前正急需要被大量制造。由于细胞培养牵涉多个步骤，因此需雇请多名技术人员来移动装有细胞培养液的培养盒，以利在不同作业区之间执行不同的步骤。然而，雇请多名员工将造成成本的提高且仍然缺乏效率。

现有技术中，使用机器手臂模仿人为培养细胞步骤的自动化细胞培养装置，成为目前主要发展方向。例如美国专利公告第8,883,492号揭示一种节省空间的细胞培养装置，使设备之间达成最小距离，该细胞培养装置包含一细胞培养室、一冷冻机、一控制单元以及一中间室。

然而，当细胞于培养阶段时该细胞培养装置的其他设备将会被闲置无用，且一旦任何空间或设备遭受到污染时，整个细胞培养装置将需要被关闭且培养中的细胞则必须进行灭菌与抛弃。有鉴于此，现有技术的细胞培养装置，仍有待改善无法有效利用设备与污染难以清理的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术中细胞培养装置的缺陷，本发明提供一种细胞培养装置及其使用方法，尤其是该细胞培养装置为自动化移动培养盒于作业区，以利执行各种不同作业。

为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为提供一种细胞培养装置，其包含至少一储存箱体、至少一屏障以及一作业箱体。其中该至少一储存箱体包含一培养架、一直立轨道以及一旋转式夹具；该培养架设于该至少一储存箱体；该直立轨道与该培养架相邻；该旋转式夹具，其与该直立轨道能移动地相连接。该至少一屏障相邻于该至少一储存箱体的直立轨道，且至少一屏障包含一第一闸门。该作业箱体具有相对的两面，其包含一填充区以及一观察区；该填充区包含一第一输送装置、至少一开关装置以及至少一填充装置；该第一输送装置具有相对的两侧，该第一输送装置能移动地固设于该作业箱体，且该第一输送装置的一侧相邻于该至少一屏障；该至少一开关装置固设于该作业箱体，且该至少一开关装置相邻于该第一输送装置的另一侧；该至少一填充装置相邻于该至少一开关装置与该第一输送装置。该观察区包含至少一第一观察装置以及一第二输送装置；其中该至少一第一观察装置固设于该观察区，且该至少一第一观察装置相邻于该填充区的至少一开关装置；该第二输送装置与该至少一第一观察装置相连接。

较佳的，所述的至少一储存箱体更进一步包含一固设于该至少一储存箱体的灯管。

较佳的，所述的作业箱体更进一步包含一固设于该填充区一侧的收集区。

较佳的，所述的第二输送装置为一机器手臂。

较佳的，所述的观察区更进一步包含至少一第二观察装置，该至少一第二观察装置位于该至少一第一观察装置与该第一输送装置之间。

较佳的，所述的细胞培养装置更进一步包含一灭菌箱体以及一信息处理设备；该灭菌箱体与该作业箱体的一侧相连接，且该作业箱体的另一侧与该至少一屏障相连接；该信息处理设备相邻于该作业箱体。

更佳的，所述的灭菌箱体包含一第二闸门以及一紫外线灭菌装置；该第二闸门相邻于该作业箱体；该紫外线灭菌装置固设于该灭菌箱体。

更佳的，所述的灭菌箱体为一无菌操作台。

较佳的，所述的至少一储存箱体为三个彼此相邻的储存箱体。

本发明还提供一种如上所述的细胞培养装置的使用方法，其中该细胞培养装置的使用方法包含以下步骤：装载多个培养盒于该至少一储存箱体的培养架；以该至少一储存箱体的旋转式夹具夹取其中一培养盒；开启该至少一屏障的第一闸门，夹有该培养盒的该旋转式夹具旋转后输送经过该第一闸门至该作业箱体的填充区的第一输送装置；在第一输送装置的培养盒历经以下至少一流程：一填充流程、一观察流程以及一收集流程；以该旋转式夹具从该第一输送装置夹取该进行过至少一流程后的培养盒并输送回该培养架进行培养。

较佳的，所述的方法更进一步包含当该至少一储存箱体正在培养细胞时，替换或增加多个储存箱体于该细胞培养装置，且多个储存箱体彼此相邻。

较佳的，所述的填充流程的步骤是通过该至少一开关装置将置于该第一输送装置的培养盒的盖子开启；以该至少一填充装置将该培养盒进行填充；以该至少一开关装置将该培养盒的盖子盖上。

较佳的，所述的观察流程的步骤是通过该观察区的第二输送装置将置于第一输送装置的培养盒输送至该至少一第一观察装置，再以该第二输送装置将该培养盒输送至该第一输送装置。

更佳的，所述的观察流程的步骤更进一步包含通过观察区的第二输送装置将置于第一输送装置的培养盒先输送至该至少一第二观察装置后，再将位于该至少一第二观察装置的培养盒输送至该至少一第一观察装置，最后将位于该至少一第一观察装置的培养盒输送至该第一输送装置。

较佳的，所述的收集流程的步骤是通过该至少一开关装置将置于第一输送装置的培养盒的盖子开启；以该第一输送装置将该培养盒轴向旋转而使置于该培养盒中的液体被倾倒至收集区；以该至少一填充装置该培养盒进行填充；以该至少一开关装置将该培养盒的盖子盖上。

本发明的优点在于：

1.本发明的细胞培养装置可通过可自动地移动该培养盒，并执行各种不同流程，以达成节省人力的功效。

2.当培养盒中的细胞正在进行细胞培养时，通过将该进行培养细胞中的储存箱体被置换成另一储存箱体，或扩增其他储存箱体，以达成使作业箱体可持续运作而不会闲置的功效。

3.通过该屏障区隔开该储存箱体与该作业箱体，以达成减少污染的效果。

4.通过该灭菌箱体与该作业箱体的结合，使得位于作业箱体中的抛弃式试管或遭污染的装置，可被快速的输送至灭菌箱体进行消毒灭菌。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明的细胞培养装置的立体外观图。

图2为本发明的细胞培养装置的另一立体外观图。

图3为本发明的细胞培养装置的储存箱体的立体外观图。

图4为本发明的细胞培养装置的作业箱体的俯视图。

图5为本发明的细胞培养装置的作业箱体的填充区与收集区的立体外观图。

图6为本发明的细胞培养装置的作业箱体的观察区的立体外观图。

图7为本发明的另一细胞培养装置的立体外观图。

图8为本发明的细胞培养装置的使用方法的填充流程的流程图；S101至S103表示步骤101至步骤103。

图9为本发明的细胞培养装置的使用方法的观察流程的流程图；S201至S203表示步骤201至步骤203。

图10为本发明的细胞培养装置的使用方法的收集流程的流程图；S301至S304表示步骤301至步骤304。

主要元件标号说明：

10、10A 储存箱体 11 培养架

12 直立轨道 13 旋转式夹具

14 灯管 20、20A 屏障

21 第一闸门 30、30A 作业箱体

31 填充区 311 第一输送装置

312 开关装置 313 填充装置

32 观察区 321 第一观察装置

322 第二输送装置 323 第二观察装置

33 收集区 40、40A 灭菌箱体

41 第二闸门 42 紫外线灭菌装置

50、50A 信息处理设备

具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成目的所采取的技术手段。

请参阅图1及图2，本发明提供一种细胞培养装置，其包含一储存箱体10、一屏障20、一作业箱体30、一灭菌箱体40以及一信息处理设备50。

请参阅图1至图3，该储存箱体10包含一培养架11、一直立轨道12、一旋转式夹具13以及一灯管14。该培养架11固设于该储存箱体10；该直立轨道12相邻于该培养架11；该旋转式夹具13与该直立轨道12可转动地与可移动地相连接；该灯管14固设于该储存箱体10；在一较佳的实施例中，该灯管14为一发光二极管(light-emitting diode，LED)灯管或一紫外线灯管。当该储存箱体10正在培养细胞时，置换成另一储存箱体10于该细胞培养装置，该储存箱体10为可置换式且使得该作业箱体30可以持续进行作业而非闲置。

该屏障20相邻于该储存箱体10的直立轨道12，且该屏障20位于该储存箱体10与该作业箱体30之间。该屏障20包含一第一闸门21，该第一闸门21可允许该旋转式夹具13通过并进入作业箱体30。

请参阅图3至图5，该作业箱体30具有相对的两面，该作业箱体30包含一填充区31、一观察区32以及一收集区33。该填充区31包含一第一输送装置311、至少一开关装置312以及至少一填充装置313。该第一输送装置311具有相对的两侧，该第一输送装置311可移动地固设于该作业箱体30，且该第一输送装置311的一侧相邻于该屏障20；该至少一开关装置312固设于该作业箱体30，且该至少一开关装置312相邻于该第一输送装置311的另一侧；该至少一填充装置313相邻于该至少一开关装置312与该第一输送装置311。请参阅图5及图6，该观察区32包含至少一第一观察装置321、一第二输送装置322以及至少一第二观察装置323。该至少一第一观察装置321固设于该观察区32，且该至少一第一观察装置321相邻于该填充区31的至少一开关装置312。在一较佳的实施例中，该至少一第一观察装置321是一显微镜，可用以观察细胞是否有受到污染。在另一较佳的实施例中，该至少一第一观察装置321通过与已建构在数据库中正常的细胞形态进行比对，判断检测到的细胞形态是否正常。该第二输送装置322固设于该至少一第一观察装置321，且该第二输送装置322可来回输送一培养盒于该第一输送装置311与该至少一第一观察装置321之间。又一较佳的实施例中，该第二输送装置322为一机器手臂。该至少一第二观察装置323位于该至少一第一观察装置321与该第一输送装置311之间。在一较佳的实施例中，该至少一第二观察装置323为一具有相机功能的细胞观察装置，该细胞观察装置可以二倍至十倍的放大倍率下观察细胞状况。请参阅图4，该收集区33固设于该填充区31的一侧。在一较佳的实施例中，该收集区33固设于该填充区31的下方。该作业箱体30通过该屏障20而呈密封状态，因此当要扩增多个储存箱体10、或是要置换成另一个储存箱体10时，该作业箱体30可保持无菌状态。

请参阅图1及图2，该灭菌箱体40与该作业箱体30的一面相结合，且该作业箱体30的另一面与该屏障20相结合。该灭菌箱体40包含一第二闸门41以及一紫外线灭菌装置42。该第二闸门41相邻于该作业箱体30的填充区32；该紫外线灭菌装置42固设于该灭菌箱体40。在一较佳的实施例中，该灭菌箱体40为一无菌操作台。于作业箱体30内的设备可经由该第二闸门41输送至该灭菌箱体40。

该信息处理设备50相邻于该储存箱体10与该作业箱体30。该信息处理设备50包括一电脑，该电脑作为分析数据与接受来自该观察区32传来的影像，并可控制位于该储存箱体10与该作业箱体30内的装置以及该屏障20的第一闸门21。

请参阅图7，本发明提供另一种细胞培养装置，其包含三储存箱体10A、三屏障20A、一作业箱体30A、一灭菌箱体40A以及一信息处理设备50A。所述储存箱体10A彼此依序相邻，所述屏障20A具有相对的两面，各储存箱体10A分别与各屏障20A的一面相结合，各屏障20A的另一面与该作业箱体30A相结合。该作业箱体30A具有相对的两面，该作业箱体30A的其中一面与该灭菌箱体40A及该信息处理设备50A相结合，且该灭菌箱体40A相邻于该信息处理设备50A，该作业箱体30A的另一面与所述屏障20A相结合。

本发明又提供一种如上所述的细胞培养装置的使用方法，其中该细胞培养装置的使用方法包含以下步骤：装载多个培养盒于该至少一储存箱体10、10A的培养架11；以该至少一储存箱体10、10A的旋转式夹具13夹取其中一培养盒；开启至少一屏障20、20A的第一闸门21，夹有该培养盒的该旋转式夹具13旋转后输送经过该第一闸门21至该作业箱体30、30A的填充区31的第一输送装置311；使该培养盒历经以下至少一流程：一填充流程、一观察流程以及一收集流程；以该旋转式夹具13从该第一输送装置311夹取该历经至少一流程后的培养盒并输送回该至少一储存箱体10、10A的培养架11进行培养。

请参阅图3至图5及图8，其中填充流程主要于该作业箱体30、30A的填充区31完成，其步骤包括，通过该至少一开关装置312将置于该第一输送装置311的该培养盒的盖子开启(S101)；该至少一填充装置313将该培养盒进行填充(S102)；该至少一开关装置312将该培养盒的盖子盖上(S103)。

请参阅图4至图6及图9，其中观察流程主要于该作业箱体30、30A的观察区32完成，其步骤包括，通过该观察区32的第二输送装置322将该置于第一输送装置311的培养盒输送至该至少一第二观察装置323(S201)。以该至少一第二观察装置323观察该培养盒内部，以确认培养于该培养盒内的细胞状态是否正常。接着，以该观察区32的第二输送装置322将位于该至少一第二观察装置323的培养盒输送至该至少一第一观察装置321(S202)，通过该至少一第一观察装置321观察该培养盒内部，并进行细胞计数并确认细胞形态是否正常。观察完毕后，该第二输送装置322将位于该至少一第一观察装置321的培养盒输送回该第一输送装置311(S203)。

请参阅图3至图5及图10，其中收集流程主要于该作业箱体30、30A的收集区33完成，其步骤包括，通过该至少一开关装置312将置于该第一输送装置311的培养盒的盖子开启(S301)。该第一输送装置311将该培养盒轴向旋转后，而使置于该培养盒中的液体被倾倒至收集区33(S302)；该至少一填充装置313将该培养盒进行填充；以该至少一开关装置312将该培养盒的盖子盖上(S304)。收集完毕后，以该旋转式夹具13从该第一输送装置311夹取该收集完成后的培养盒并输送回该培养架11进行培养。

请参阅图7，当其中一储存箱体10A正在培养细胞而不需进行填充流程、观察流程或收集流程时，其他储存箱体10A内的培养盒可进入作业箱体30A进行填充流程、观察流程或收集流程，使该作业箱体30A不会闲置。或是当所述储存箱体10A都正在培养细胞而不需进行填充流程、观察流程或收集流程时，三个储存箱体10A可被置换成另外三个储存箱体10A，使该作业箱体30A可持续进行不同流程而不会闲置。

以上经由本发明的细胞培养装置的各个流程，可依需求个别执行或合并执行。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (15)

1.一种细胞培养装置，其特征在于，所述细胞培养装置包含：

至少一储存箱体，其包含：

一培养架，其设于所述至少一储存箱体；

一直立轨道，其与所述培养架相邻；以及

一旋转式夹具，其与所述直立轨道能移动地相连接；

至少一屏障，其相邻于所述至少一储存箱体的直立轨道，且所述至少一屏障包含一第一闸门；以及

一作业箱体，其具有相对的两面，所述作业箱体包含：

一填充区，其包含：

一第一输送装置，其具有相对的两侧，所述第一输送装置能移动地固设于所述作业箱体，且所述第一输送装置的一侧相邻于所述至少一屏障；

至少一开关装置，其固设于所述作业箱体，且所述至少一开关装置相邻于所述第一输送装置的另一侧；以及

至少一填充装置，其相邻于所述至少一开关装置与所述第一输送装置；以及

一观察区，其包含：

至少一第一观察装置，其固设于所述观察区，且所述至少一第一观察装置相邻于所述填充区的所述至少一开关装置；以及

一第二输送装置，其与所述至少一第一观察装置相连接。

2.如权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述至少一储存箱体更进一步包含一固设于所述至少一储存箱体的灯管。

3.如权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述作业箱体更进一步包含一固设于所述填充区一侧的收集区。

4.如权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述第二输送装置为一机器手臂。

5.如权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述观察区更进一步包含至少一第二观察装置，所述至少一第二观察装置位于所述至少一第一观察装置与所述第一输送装置之间。

6.如权利要求1至5任一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞培养装置更进一步包含：

一灭菌箱体，其与所述作业箱体的一侧相连接，且所述作业箱体的另一侧与所述至少一屏障相连接；以及

一信息处理设备，其相邻于所述作业箱体。

7.如权利要求6所述的细胞培养装置，其特征在于，所述灭菌箱体包含：

一第二闸门，其相邻于所述作业箱体；以及

一紫外线灭菌装置，其固设于所述灭菌箱体。

8.如权利要求6所述的细胞培养装置，其特征在于，所述灭菌箱体为一无菌操作台。

9.如权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述至少一储存箱体为三个彼此相邻的储存箱体。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的细胞培养装置的使用方法，其特征在于，所述细胞培养装置的使用方法包含以下步骤：

装载多个培养盒于所述至少一储存箱体的培养架；

以所述至少一储存箱体的旋转式夹具夹取其中一所述培养盒；

开启所述至少一屏障的第一闸门，夹有所述培养盒的所述旋转式夹具旋转后输送经过所述第一闸门至所述作业箱体的填充区的第一输送装置；

在所述第一输送装置的培养盒历经以下至少一流程：一填充流程、一观察流程以及一收集流程；

以所述旋转式夹具从所述第一输送装置夹取进行过所述至少一流程后的所述培养盒并输送回所述培养架进行培养。

11.如权利要求10所述的细胞培养装置的使用方法，其特征在于，所述方法更进一步包含当所述至少一储存箱体正在培养细胞时，替换或增加多个储存箱体于所述细胞培养装置，且所述多个储存箱体彼此相邻。

12.如权利要求10所述的细胞培养装置的使用方法，其特征在于，所述填充流程的步骤是通过所述至少一开关装置将置于所述第一输送装置的培养盒的盖子开启；以所述至少一填充装置将所述培养盒进行填充；以所述至少一开关装置将所述培养盒的盖子盖上。

13.如权利要求10所述的细胞培养装置的使用方法，其特征在于，所述观察流程的步骤是通过所述观察区的第二输送装置将置于所述第一输送装置的培养盒输送至所述至少一第一观察装置，再以所述第二输送装置将所述培养盒输送至所述第一输送装置。

14.如权利要求13所述的细胞培养装置的使用方法，其特征在于，所述观察流程的步骤更进一步包含通过所述观察区的第二输送装置将置于所述第一输送装置的培养盒先输送至所述至少一第二观察装置后，再将所述培养盒输送至所述至少一第一观察装置，最后将位于所述至少一第一观察装置的培养盒输送至所述第一输送装置。

15.如权利要求10所述的细胞培养装置的使用方法，其特征在于，所述收集流程的步骤是通过所述至少一开关装置将置于所述第一输送装置的培养盒的盖子开启；以所述第一输送装置将所述培养盒轴向旋转而使置于所述培养盒中的液体被倾倒至收集区；以所述至少一填充装置将所述培养盒进行填充；以所述至少一开关装置将所述培养盒的盖子盖上。