CN106701567A - 细胞辐照实验自动剂量控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细胞辐照实验自动剂量控制装置，包括辐照源和细胞培养器，还包括箱体，其具有容置细胞培养器的腔室并开设有箱体开口；第一遮挡模块，其包括第一挡板，以调节其遮挡辐照源的位置；第二遮挡模块，其包括第二挡板和调节板，第二挡板上开设有与箱体开口相匹配的栅格状开口，第二挡板在水平面内可移动的设置于箱体开口的上方，以调节其遮挡箱体开口的位置，调节板在水平面内可移动的设置于栅格状开口的上方，以调节其遮挡栅格状开口的位置；第一遮挡模块还在竖直平面内可升降的设置，第一遮挡模块、第二遮挡模块分别电连接于控制模块。本发明至少有以下优点：自动调节控制辐照剂量、安全便捷、精确标准。
Description
技术领域
本发明涉及实验器械技术领域，尤其涉及一种细胞辐照实验自动剂量控制装置。
背景技术
在近代放射学发展的过程中，放射性物质对于人类皮肤以及全身的影响与伤害鉴定和科学研究中的实验主体已经逐渐从实验动物被实验细胞所代替，因此放射线经过全身的辐照损伤实验也由细胞辐射实验代替完成。过去的细胞辐射实验多采用放射线直接照射培养的实验细胞，实验操作人员穿比较简陋的防护服和护具进行自身保护，照射完成后根据细胞的变化，按照有关规定的标准对比确定放射线对于细胞的影响与伤害，从而推论出对于人类皮肤或全身可能造成的影响与伤害。放射线的辐照剂量和辐照强度都不能精确控制和计量，辐照部位不精准，因此辐照实验的结果不能保证精确可信。而且在放射线辐照过程中，实验操作人员因操作条件简陋也会接触到放射线受到伤害，在一定程度上影响了科学实验操作的质量和安全，阻碍了相关研究的深入发展。为了克服上述困难，从根本上解决细胞辐照实验的安全、自动、标准和精确的问题，研发一种细胞辐照实验自动剂量控制装置就成为必然和迫切的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种细胞辐照实验自动剂量控制装置，以解决现有技术中的放射线的辐照剂量和辐照强度不能精确控制和计量、辐照部位不精准、对操作人员伤害大的问题。
本发明的一种细胞辐照实验自动剂量控制装置，包括辐照源和设置在所述辐照源下方的细胞培养器，还包括箱体，其具有容置所述细胞培养器的腔室，所述腔室的顶壁贯通设有使所述辐照源的光线穿过并辐照于所述细胞培养器上的箱体开口；第一遮挡模块，其包括第一挡板，所述第一挡板在竖直平面内可转动的设置于所述辐照源的周向外侧，以调节其遮挡所述辐照源的位置；第二遮挡模块，其包括第二挡板和调节板，所述第二挡板上开设有与所述箱体开口相匹配的栅格状开口，所述第二挡板在水平面内可移动的设置于所述箱体开口的上方，以调节其遮挡所述箱体开口的位置，所述调节板在水平面内可移动的设置于所述栅格状开口的上方，以调节其遮挡所述栅格状开口的位置；其中，所述第一遮挡模块还在竖直平面内可升降的设置于所述箱体开口的上方，所述第一遮挡模块、所述第二遮挡模块分别电连接于控制模块。
进一步地，所述细胞培养器包括培养实验细胞的培养液池、及对所述培养液池进行温控的温育池体，所述培养液池容置于所述温育池体内。
进一步地，所述培养液池内设有用于培养所述实验细胞的细胞培养液、及底部浸没在所述细胞培养液中的细胞存放单元，所述细胞存放单元包括若干个均匀设置的细胞培养皿、及固定安装所述细胞培养皿的培养皿护架；所述温育池体内设有温控单元，所述温控单元包括电热丝、及对所述电热丝温度检测的温度传感器。
进一步地，所述辐照源为紫外灯或内部容置有特定放射性物质的空心圆管。
进一步地，所述第一遮挡模块通过第一驱动单元驱动其上下运动，所述第一驱动单元包括第一电机、固连于所述第一电机的输出轴的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第一齿条、导向所述第一遮挡模块的第一导向机构、对所述第一遮挡模块锁紧的电磁锁销，所述第一齿条与所述第一遮挡模块相对固定。
进一步地，所述第一挡板通过第二驱动单元驱动其旋转，所述第二驱动单元包括第二电机、固连于所述第二电机输出轴的第二齿轮、与所述第二齿轮啮合的弧形的第二齿条、及导向所述第一挡板的第二导向机构，所述第二齿条与所述第一挡板相对固定。
进一步地，所述第二挡板通过第三驱动单元驱动其水平运动，所述第三驱动单元包括第三电机、固连于所述第三电机的输出轴的螺纹轴、与所述螺纹轴套接的螺纹套、导向所述第二挡板的第三导向机构，所述螺纹套设于所述第二挡板上。
进一步地，所述调节板通过第四驱动单元驱动其水平运动，所述第四驱动单元包括第四电机、固连于所述第四电机的输出轴的第四齿轮、与所述第四齿轮啮合的第四齿条，及导向所述调节板的第四导向机构，所述第四齿条与所述调节板相对固定。
进一步地，所述第二挡板上设有用于检测所述辐照源发射的放射线强度的辐照源传感器，所述箱体内壁上设置有辐照剂量传感器，所述辐照剂量传感器和所述细胞培养皿处于同一水平面上。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、通过设有第一遮挡模块，能够自动调节辐照源和细胞培养器之间上下的相对距离，同时能够自动调节辐照源发出的放射线能量，准确的实现了控制辐照剂量的目的；
2、通过设有第二遮挡模块，能够自动调节箱体开口、栅格状开口的视野的大小，进而自动控制辐照源的辐照剂量；
3、通过设有辐照源传感器和辐照剂量传感器，通过控制模块能够实时监测实验过程的各项参数，以快速调节装置中驱动部件，保证实验细胞在稳定的环境中接收自动剂量控制的放射辐照，保证实验的准确及安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是发明的整体结构示意图。
以上附图中：1、辐照源；2、箱体；3、第一挡板；4、第二挡板；5、调节板；6、栅格状开口；7、培养液池；8、温育池体；9、细胞存放单元；10、电热丝；11、温度传感器；12、第一驱动单元；13、电磁锁销；14、第二驱动单元；15、第三驱动单元；16、第三导向机构；17、第四驱动单元；18、第四导向机构；19、辐照源传感器；20、辐照剂量传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合图1所示、本实发明的一种细胞辐照实验自动剂量控制装置，包括辐照源1和设置在所述辐照源1下方的细胞培养器。所述辐照源1为紫外灯或内部容置有特定放射性物质的空心圆管，本发明中优选为内部容置有特定放射性物质的空心圆管。所述细胞培养器包括培养实验细胞的培养液池7、及对所述培养液池7进行温控的温育池体8，所述培养液池7容置于所述温育池体8内。所述培养液池7内设有用于培养所述实验细胞的细胞培养液、及底部浸没在所述细胞培养液中的细胞存放单元9，以保证细胞能够正常生存。所述细胞存放单元9包括若干个均匀设置的细胞培养皿、及固定安装所述细胞培养皿的培养皿护架。所述温育池体8内设有温控单元，所述温控单元包括电热丝10、及对所述电热丝10温度检测的温度传感器11。
所述细胞辐照实验自动剂量控制装置还包括箱体2、第一遮挡模块和第二遮挡模块。所述箱体2具有容置所述细胞培养器的腔室，所述腔室的顶壁贯通设有使所述辐照源1的光线穿过并辐照于所述细胞培养器上的箱体开口。所述箱体2内壁上设置有辐照剂量传感器20，所述辐照剂量传感器20和所述细胞培养皿处于同一水平面上，用于检测实验细胞受到的辐照剂量。
所述第一遮挡模块通过第一驱动单元12驱动其上下运动，所述第一驱动单元12包括第一电机、固连于所述第一电机的输出轴的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第一齿条、导向所述第一遮挡模块的第一导向机构、对所述第一遮挡模块锁紧的电磁锁销13，所述第一齿条与所述第一遮挡模块相对固定。所述第一遮挡模块包括第一挡板3，所述第一挡板3在竖直平面内设置于所述辐照源1的周向外侧，通过第二驱动单元14驱动其旋转，以调节其遮挡所述辐照源1的位置。所述第二驱动单元14包括第二电机、固连于所述第二电机输出轴的第二齿轮、与所述第二齿轮啮合的弧形的第二齿条、及导向所述第一挡板3的第二导向机构，所述第二齿条与所述第一挡板3相对固定。
第二遮挡模块，其包括第二挡板4和调节板5。所述第二挡板4表面光滑且易清洁消毒，所述第二挡板4上还开设有与所述箱体开口相匹配的栅格状开口6。所述第二挡板4在水平面内设置于所述箱体开口的上方，通过第三驱动单元15驱动其水平运动，以调节其遮挡所述箱体开口的位置。所述第三驱动单元15包括第三电机、固连于所述第三电机的输出轴的螺纹轴、与所述螺纹轴套接的螺纹套、导向所述第二挡板4的第三导向机构16，所述螺纹套设于所述第二挡板4上。所述第三导向机构16包括与所述第二挡板4固连的滑槽定轴、及与所述滑槽定轴滑动连接的滑动长槽。本发明中的第三电机选用步进电机，具有较高的精准性，保证实现结果误差小。所述第二挡板4上设有用于检测所述辐照源1发射的放射线强度的辐照源传感器19，用于检测经过控制的辐照源1发射出来的放射线能量强度，然后将检测到的结过传送至控制模块。所述调节板5在水平面内设置于所述栅格状开口6的上方，通过第四驱动单元17驱动其水平运动，以调节其遮挡所述栅格状开口6的位置，所述调节板5的尺寸大于所述栅格状开口6的尺寸。所述第四驱动单元17包括第四电机、固连于所述第四电机的输出轴的第四齿轮、与所述第四齿轮啮合的第四齿条，及导向所述调节板5的第四导向机构18。所述第四导向机构18包括固连所述调节板5的调节定轴、及与所述调节定轴滑动连接的调节滑槽，所述第四齿条与所述调节板5相对固定。其中，所述第一遮挡模块、所述第二遮挡模块分别电连接于控制模块。
实施例
实验操作时，首先将实验细胞接种到每一个细胞培养皿(如transwell膜培养皿)的通孔膜的上表面培养合格后，再将适量的细胞培养液注入培养池内，然后将接种有实验细胞的细胞培养皿放入培养池7内并均匀安装在培养皿护架上，培养皿护架的大小和位置保证每一个细胞培养皿都能够均匀浸没在适量的细胞培养液中，以保证实验细胞能够正常生存；将实验所需要的特定放射性物质装入辐照源1中，启动控制模块，调节与所述控制模块电连接的元器件处于复位状态，然后根据细胞辐照实验的要求调节并启动运行预先设定好的辐照剂量和动作程序。
本发明的工作原理如下
实验过程：
(1)第一驱动单元12驱动辐照源1向下移动，当辐照源1和细胞培养器之间的距离符合要求时，电磁锁销13锁定第一驱动单元12；
(2)第三驱动单元15驱动第二挡板4向前移动，当栅格状开口6对准箱体开口时，第二挡板4停止移动；
(3)第四驱动单元17驱动调节板5向前移动，通过调节板5对栅格状开口6进行遮挡，当达到实验要求的辐照剂量时，调节板5停止移动；
(4)第二驱动单元14驱动第一挡板3周向转动，通过第一挡板3旋转对辐照源1发出的发射线能量进行遮挡，当达到实验要求的辐照剂量时，第一挡板3停止运动；
(5)开始辐照实验，控制模块实时监测辐照源传感器19、辐照剂量传感器20、及温度传感器11的检测数据，进行对各个驱动单元的微调，确保实验细胞在稳定的环境中接收自动剂量控制的放射辐照。
复位过程：
(1)第二驱动单元14驱动第一挡板3周向转动，通过第一挡板3旋转完全遮蔽辐照源1；
(2)电磁锁销13释放第一驱动单元12，第一驱动单元12驱动辐照源1向上运动复位；
(3)第三驱动单元15驱动第二挡板4向后移动，使得栅格状开口6偏离箱体开口；
(4)第四驱动单元17驱动调节板5向后移动，通过调节板5完全遮蔽栅格状开口6；
(5)取下辐照源1和辐照后的实验细胞，实验结束。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种细胞辐照实验自动剂量控制装置，包括辐照源和设置在所述辐照源下方的细胞培养器，其特征在于：
-箱体，其具有容置所述细胞培养器的腔室，所述腔室的顶壁贯通设有使所述辐照源的光线穿过并辐照于所述细胞培养器上的箱体开口；
-第一遮挡模块，其包括第一挡板，所述第一挡板在竖直平面内可转动的设置于所述辐照源的周向外侧，以调节其遮挡所述辐照源的位置；
-第二遮挡模块，其包括第二挡板和调节板，所述第二挡板上开设有与所述箱体开口相匹配的栅格状开口，所述第二挡板在水平面内可移动的设置于所述箱体开口的上方，以调节其遮挡所述箱体开口的位置，所述调节板在水平面内可移动的设置于所述栅格状开口的上方，以调节其遮挡所述栅格状开口的位置；
其中，所述第一遮挡模块还在竖直平面内可升降的设置于所述箱体开口的上方，所述第一遮挡模块、所述第二遮挡模块分别电连接于控制模块。
2.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述细胞培养器包括培养实验细胞的培养液池、及对所述培养液池进行温控的温育池体，所述培养液池容置于所述温育池体内。
3.根据权利要求2所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述培养液池内设有用于培养所述实验细胞的细胞培养液、及底部浸没在所述细胞培养液中的细胞存放单元，所述细胞存放单元包括若干个均匀设置的细胞培养皿、及固定安装所述细胞培养皿的培养皿护架；所述温育池体内设有温控单元，所述温控单元包括电热丝、及对所述电热丝温度检测的温度传感器。
4.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述辐照源为紫外灯或内部容置有特定放射性物质的空心圆管。
5.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述第一遮挡模块通过第一驱动单元驱动其上下运动，所述第一驱动单元包括第一电机、固连于所述第一电机的输出轴的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第一齿条、导向所述第一遮挡模块的第一导向机构、对所述第一遮挡模块锁紧的电磁锁销，所述第一齿条与所述第一遮挡模块相对固定。
6.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述第一挡板通过第二驱动单元驱动其旋转，所述第二驱动单元包括第二电机、固连于所述第二电机输出轴的第二齿轮、与所述第二齿轮啮合的弧形的第二齿条、及导向所述第一挡板的第二导向机构，所述第二齿条与所述第一挡板相对固定。
7.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述第二挡板通过第三驱动单元驱动其水平运动，所述第三驱动单元包括第三电机、固连于所述第三电机的输出轴的螺纹轴、与所述螺纹轴套接的螺纹套、导向所述第二挡板的第三导向机构，所述螺纹套设于所述第二挡板上。
8.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述调节板通过第四驱动单元驱动其水平运动，所述第四驱动单元包括第四电机、固连于所述第四电机的输出轴的第四齿轮、与所述第四齿轮啮合的第四齿条，及导向所述调节板的第四导向机构，所述第四齿条与所述调节板相对固定。
9.根据权利要求1所述的细胞辐照实验自动剂量控制装置，其特征在于：所述第二挡板上设有用于检测所述辐照源发射的放射线强度的辐照源传感器，所述箱体内壁上设置有辐照剂量传感器，所述辐照剂量传感器和所述细胞培养皿处于同一水平面上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |