CN107603879A - 一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，包括底板和摇晃箱，所述底板的顶部固定连接有培养箱，所述摇晃箱的两侧通过连接板分别固定连接有第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴远离摇晃箱的一端和第二连接轴远离摇晃箱的一端均贯穿培养箱并延伸至培养箱的外部，所述第一连接轴延伸至培养箱外部一端的外表面套设有活动套筒，涉及医疗器械技术领域。该带自动控制摇匀装置的新型培养箱，大大增强了摇匀效果，很好提高了摇匀效率，无需培养人员花费大量的时间来对细胞培养液进行摇匀，减轻了培养人员的工作负担，实现了既快速有高效的对培养液定时自动进行摇匀，从而大大方便了培养人员的细胞培养工作。

Description

一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱。

背景技术

细胞培养是细胞遗传学领域中最基本和最常用的实验，其中应用最广的是人外周血淋巴细胞培养。传统人外周血淋巴细胞培养是将人血加入西林瓶包装的人外周血淋巴细胞培养基中，放入普通的培养箱进行恒温培养，培养68-72小时后将西林瓶里面培养好的细胞转入15ml离心管进行收集。随着一些离心管专利新产品的应用改变了传统西林瓶加培养箱的培养方法，并改进了原有的培养方法及简化了培养流程：其首先将培养基包装在离心管中，然后直接将血液加入离心管包装的培养基中进行培养，将血液在离心管中培养68-72小时后离心收集，省去了将西林瓶内的细胞转移至离心管的步骤，节省了时间，增加操作安全性和实验的可靠性。

虽然经过以上培养操作方法的改进，但在实验中发现，直接利用离心管装的培养基进行细胞培养，最终收获的淋巴细胞的量会比西林瓶装培养基进行培养的量要少，这虽不影响实验结果分析，却并没有达到最优化的结果。在后续的优化实验中发现，造成上述现象的原因主要是细胞培养空间的不同：离心管容量为15ml，西林瓶容量为20ml，又由于离心管和西林瓶的管型不同，导致离心管的横截面相较西林瓶小了50％左右，从而导致细胞在离心管内培养时同空气的接触面也相对减少了50％，加上在离心管装培养基中淋巴细胞高度聚集在离心管的锥形管底，使其无法与离心管中的培养基进行充分接触，造成细胞生长及其增殖效率降低，最终使离心管中细胞培养的数量减少。

为了解决以上问题，通过大量实验发现，将培养细胞的离心管放置安装有特制的离心管架的培养箱中进行培养，且使离心管与水平面呈15℃的倾角摆放在离心管架上，可以有效增加培养基同空气接触的表面积，可解决现有技术中因离心管内培养基表面积过小而影响离心管细胞培养的缺点；此外，由人工每24小时混匀一次离心管培养基，使淋巴细胞同培养基充分混匀有利于淋巴细胞的培养增殖，可解决淋巴细胞聚集在离心管的锥形管底无法充分接触培养基的缺陷。

即使经过以上培养操作方法的进一步改进，已使得离心管装培养基进行细胞培养与西林瓶装培养基进行细胞培养所获得的细胞产量几乎无明显差别，但在细胞培养的实际操作和应用中还存在以下不足：1)由于离心管架的结构一般较复杂，体积较大，使其占据培养箱较大的空间，造成培养箱的空间利用效率低；2)传统的细胞培养箱通常不具备机械自动摇匀混合功能，需要操作人员进行手工进行混匀，由于操作人员的熟练程度不同以及混匀力度难以掌握，常常造成离心管内细胞混匀不充分或者造成细胞破裂等问题，导致摇匀效果并不理想，进而使得实验结果容易出现偏差，甚至导致最终实验失败，容易造成人力、物力以及资源的浪费；3)由人工每24小时进行混匀一次离心管培养基，造成了每天需要重复操作的麻烦，不仅费时又费力，增加了工作人员的工作强度，降低了工作效率；依靠人工手动摇匀的方式还存在诸多不便，如有时会因繁忙忘记混匀时间、有时混匀时间刚好在早晨、夜间或者周末，造成工作人员上下班的不便等，容易影响操作人员的心情，而因人为主观因素对细胞培养效果造成影响。

目前人们在对细胞培养过程中进行摇匀时，大多是需要培养人员进行手工混匀或采用一些普通的混匀设备进行摇匀，然而，这样的摇匀效果较差，且摇匀效率低，每次培养人员都需要花费大量的时间来对培养液进行摇匀，大大增加了培养人员的工作负担，不能实现既快速有高效的对培养液进行定时自动摇匀，达不到将离心管内细胞进行充分混匀的目的，从而给培养人员的细胞培养工作带来了极大的不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，解决了摇匀效果较差，且摇匀效率低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，包括底板和摇晃箱，所述底板的顶部固定连接有培养箱，所述摇晃箱的两侧通过连接板分别固定连接有第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴远离摇晃箱的一端和第二连接轴远离摇晃箱的一端均贯穿培养箱并延伸至培养箱的外部，所述第一连接轴延伸至培养箱外部一端的外表面套设有活动套筒，且活动套筒的底部固定连接有摆动板，所述摆动板的底部通过连接块与底板的顶部转动连接，所述摆动板上开设有传动槽，所述底板的顶部且位于摆动板的一侧通过连接块固定连接有摆动电机，所述摆动电机输出轴的外表面套设有转动轮，且转动轮远离摆动电机的一侧固定连接有与传动槽相适配的传动杆，所述摇晃箱内壁的底部滑动连接有安装板，且安装板的内部固定安装有旋转电机，所述旋转电机的底部贯穿摇晃箱并延伸至摇晃箱的底部，所述旋转电机输出轴的一端通过连接板固定连接有放置块，且放置块的顶部贯穿摇晃箱并延伸至摇晃箱的顶部，所述摇晃箱的顶部滑动连接有旋转板，且旋转板的底部与放置块延伸至摇晃箱顶部的一侧固定连接。

优选的，所述摇晃箱内壁的底部且位于安装板的一侧通过连接块固定连接有震荡电机，所述震荡电机输出轴的外表面套设有第一皮带轮，所述摇晃箱内壁的一侧通过连接架转动连接有转动杆，且转动杆的一端贯穿连接架并延伸至连接架的一侧。

优选的，所述转动杆延伸至连接架一侧的外表面套设有第二皮带轮，且第二皮带轮的外表面通过皮带与第一皮带轮的外表面传动连接，所述转动杆位于连接架内部的外表面套设有震荡凸轮，所述放置块的位于摇晃箱内部的外表面固定连接有与震荡凸轮相适配的弧形块。

优选的，所述旋转板的顶部和放置块的顶部均开设有相互适配的放置槽，所述放置块的内部且位于放置槽的底部固定安装有加热丝。

优选的，所述放置块的正面固定连接有温度传感器，所述培养箱内壁的底部分别固定连接有中央处理器和时间继电器，所述培养箱的顶部固定安装有警示灯，所述培养箱正面的底部分别固定连接有控制开关和按键。

优选的，所述温度传感器的输出端与温度比较器的输入端连接，所述温度比较器的输出端与反馈模块的输入端连接，且反馈模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述控制开关和按键的输出端分别与中央处理器的输入端连接，且中央处理器的输出端分别与摆动电机、旋转电机、震荡电机、加热丝、警示灯和温度比较器的输入端连接，所述中央处理器与时间继电器实现双向连接。

优选的，所述摇晃箱内壁的另一侧固定连接有缓冲器，且缓冲器的一侧固定连接有与弧形块相适配的半圆形顶块，所述摇晃箱两侧的顶部均固定连接有加重块，所述底板的顶部与培养箱的一侧之间固定连接有与摆动电机相适配的防护罩，所述培养箱的两侧均开设有与第一连接轴和第二连接轴相适配的弧形孔。

优选的，所述中央处理器的输入端与电源模块的输出端电性连接，且电源模块的输出端分别与温度传感器、控制开关和按键的输入端电性连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱。具备以下

有益效果：

(1)、该带自动控制摇匀装置的新型培养箱，通过在第一连接轴延伸至培养箱外部一端的外表面套设有活动套筒，再分别通过摆动电机、摆动板、传动槽、转动轮和传动杆的配合设置，可实现对摇晃箱内部放置的离心管进行左右的来回摆动，来达到很好的混匀目的，通过在摇晃箱内壁的底部滑动连接有安装板，再分别通过旋转电机、放置块和旋转板的配合设置，可实现对放置块内部的离心管进行旋转摇匀，通过在摇晃箱内壁的底部且位于安装板的一侧通过连接块固定连接有震荡电机，再分别通过转动杆、第一皮带轮、第二皮带轮和震荡凸轮的配合设置，可实现对放置块进行震荡摇匀，从而实现对培养箱内的细胞培养液进行三重摇匀，这样大大增强了摇匀效果，很好提高了摇匀效率，无需培养人员花费大量的时间来对细胞培养液进行摇匀，减轻了培养人员的工作负担，实现了既快速有高效的对培养液进行摇匀，达到了将离心管内细胞进行充分混匀的目的，从而大大方便了培养人员的细胞培养工作。

(2)、该带自动控制摇匀装置的新型培养箱，通过在固定槽的内部固定安装有加热丝，再分别通过温度传感器、中央处理器、温度比较器、控制开关和警示灯的配合设置，可实现对放置槽内部培养的细胞培养也进行恒温控制，从而可很好的增强了细胞培养液的混匀效果。

(3)、该带自动控制摇匀装置的新型培养箱，通过在培养箱内壁的底部固定连接有时间继电器，可实现对放置槽内部放置的离心管进行定时自动的摇匀，无需培养人员人工控制，摇匀设备进行摇匀工作，从而大大的方便了培养人员的细胞培养工作。

(4)、该带自动控制摇匀装置的新型培养箱，通过在摇晃箱内壁的另一侧固定连接有缓冲器，再通过在缓冲器的一侧固定连接有与弧形槽相适配的半圆形顶块，可实现对放置块的来回震荡进行缓冲，配合震荡凸轮，可达到对放置槽内的细胞培养液进行很好摇匀的目的。

(5)、该带自动控制摇匀装置的新型培养箱，通过在底板的顶部与培养箱的一侧之间固定连接有与摆动电机相适配的防护罩，可实现对摆动电机和摆动板进行很好的保护，防止外界的物体碰撞到摆动电机，而影响摆动板的正常摆动，从而保证了细胞培养液的摆动摇匀。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构的剖视图；

图3为本发明图2中A处的局部放大图；

图4为本发明防护罩内部的侧视图；

图5为本发明放置块结构的剖视图；

图6为本发明系统的结构原理框图。

图中，1底板、2摇晃箱、3培养箱、4第一连接轴、5第二连接轴、6活动套筒、7摆动板、8传动槽、9摆动电机、10转动轮、11传动杆、12安装板、13旋转电机、14放置块、15旋转板、16震荡电机、17第一皮带轮、18转动杆、19第二皮带轮、20震荡凸轮、21弧形块、22放置槽、23加热丝、24温度传感器、25中央处理器、26时间继电器、27警示灯、28控制开关、29按键、30温度比较器、31反馈模块、32缓冲器、33半圆形顶块、34加重块、35防护罩、36弧形孔、37电源模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，包括底板1和摇晃箱2，底板1的顶部固定连接有培养箱3，摇晃箱2的两侧通过连接板分别固定连接有第一连接轴4和第二连接轴5，第一连接轴4远离摇晃箱2的一端和第二连接轴5远离摇晃箱2的一端均贯穿培养箱3并延伸至培养箱3的外部，第一连接轴4延伸至培养箱3外部一端的外表面套设有活动套筒6，且活动套筒6的底部固定连接有摆动板7，摆动板7的底部通过连接块与底板1的顶部转动连接，摆动板7上开设有传动槽8，底板1的顶部且位于摆动板7的一侧通过连接块固定连接有摆动电机9，摇晃箱2内壁的另一侧固定连接有缓冲器32，缓冲器32具有很好的缓冲作用，且缓冲器32的一侧固定连接有与弧形块21相适配的半圆形顶块33，半圆形顶块33与弧形块21之间是滑动连接，摇晃箱2两侧的顶部均固定连接有加重块34，加重块34可起到很好的配重作用，防止摇晃箱2在摆动过程中出现重量不平衡的情况，从而保证了放置块14的正常摆动，底板1的顶部与培养箱3的一侧之间固定连接有与摆动电机9相适配的防护罩35，培养箱3的两侧均开设有与第一连接轴4和第二连接轴5相适配的弧形孔36，弧形孔36的作用是方便第一连接轴4和第二连接轴5的滑动，摆动电机9输出轴的外表面套设有转动轮10，且转动轮10远离摆动电机9的一侧固定连接有与传动槽8相适配的传动杆11，摇晃箱2内壁的底部滑动连接有安装板12，摇晃箱2内壁的底部且位于安装板12的一侧通过连接块固定连接有震荡电机16，震荡电机16输出轴的外表面套设有第一皮带轮17，摇晃箱2内壁的一侧通过连接架转动连接有转动杆18，且转动杆18的一端贯穿连接架并延伸至连接架的一侧，且安装板12的内部固定安装有旋转电机13，旋转电机13的底部贯穿摇晃箱2并延伸至摇晃箱2的底部，旋转电机13输出轴的一端通过连接板固定连接有放置块14，转动杆18延伸至连接架一侧的外表面套设有第二皮带轮19，且第二皮带轮19的外表面通过皮带与第一皮带轮17的外表面传动连接，转动杆18位于连接架内部的外表面套设有震荡凸轮20，放置块14的位于摇晃箱2内部的外表面固定连接有与震荡凸轮20相适配的弧形块21，震荡凸轮20与弧形块21之间是滑动连接，震荡凸轮20不会影响放置块14的正常转动，且放置块14的顶部贯穿摇晃箱2并延伸至摇晃箱2的顶部，摇晃箱2的顶部滑动连接有旋转板15，摇晃箱2的顶部固定连接有环形滑轨，且旋转板15的底部固定连接有与环形滑轨相适配的滑块，且旋转板15的底部与放置块14延伸至摇晃箱2顶部的一侧固定连接，旋转板15的顶部和放置块14的顶部均开设有相互适配的放置槽22，放置块14的内部且位于放置槽22的底部固定安装有加热丝23，放置块14的正面固定连接有温度传感器24，温度传感器24的型号为DS18B20，培养箱3内壁的底部分别固定连接有中央处理器25和时间继电器26，中央处理器25的型号为ARM9，培养箱3的顶部固定安装有警示灯27，培养箱3正面的底部分别固定连接有控制开关28和按键29，温度传感器24的输出端与温度比较器30的输入端连接，温度比较器30的输出端与反馈模块31的输入端连接，且反馈模块31的输出端与中央处理器25的输入端连接，控制开关28和按键29的输出端分别与中央处理器25的输入端连接，且中央处理器25的输出端分别与摆动电机9、旋转电机13、震荡电机16、加热丝23、警示灯27和温度比较器30的输入端连接，中央处理器25与时间继电器26实现双向连接，中央处理器25的输入端与电源模块37的输出端电性连接，且电源模块37的输出端分别与温度传感器24、控制开关28和按键29的输入端电性连接。

使用前，根据细胞摇匀时所需要的正常摇匀的温度值，判定需要输入标准的温度值，高于标准的温度值为温度报警阈值，然后通过按键29将温度报警阈值输入中央处理器25，中央处理器25再将温度报警阈值输送至温度比较器30内，作为温度比较值。

使用时，先通过电源模块37分别使中央处理器25、温度传感器24、控制开关28和按键29通电，然后打开箱门将装有待摇匀细胞培养液的离心管放入放置槽22内，关闭箱门，培养人员可操作控制开关28，分别使加热丝23和时间继电器26开始工作，加热丝23开始对放置块14进行加热，设置于放置块14上的温度传感器24对放置块14内部的温度进行检测，温度传感器24将检测的温度值传输至温度比较器30，在温度比较器30内温度传感器24检测的温度值与温度报警阈值进行比较，若比较的结果高于温度报警阈值，表示放置块14内部的温度值过高，温度比较器30将温度报警阈值经反馈模块31反馈至中央处理器25，中央处理器25会加热丝23停止加热，从而将离心管外部的温度控制在适合细胞培养液摇匀和培养的温度，当时间达到时间继电器26设定的时间时，中央处理器25会分别控制摆动电机9、旋转电机13、震荡电机16和警示灯27开始工作，摆动电机9会分别通过转动轮10、传动杆11和传动槽8带动摆动板7进行摆动，摆动板7再分别通过活动套筒6和第一连接轴4带动摇晃箱2在培养箱3内进行来回的摆动，此时旋转电机13会通过放置块14带动放置槽22内部的离心管进行旋转摇匀，同时震荡电机16会分别通过第一皮带轮17、第二皮带轮19和转动杆18带动震荡凸轮20旋转，震荡凸轮20再配合缓冲器32，可实现对放置块14进行来回震荡摇匀，从而实现对细胞培养液的摇匀工作，在对细胞进行摇匀的过程中，警示灯27会亮起，来警示人们正在进行摇匀工作，这样就完成了该带自动控制摇匀装置的新型培养箱的整个工作过程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，包括底板(1)和摇晃箱(2)，其特征在于：所述底板(1)的顶部固定连接有培养箱(3)，所述摇晃箱(2)的两侧通过连接板分别固定连接有第一连接轴(4)和第二连接轴(5)，所述第一连接轴(4)远离摇晃箱(2)的一端和第二连接轴(5)远离摇晃箱(2)的一端均贯穿培养箱(3)并延伸至培养箱(3)的外部，所述第一连接轴(4)延伸至培养箱(3)外部一端的外表面套设有活动套筒(6)，且活动套筒(6)的底部固定连接有摆动板(7)，所述摆动板(7)的底部通过连接块与底板(1)的顶部转动连接，所述摆动板(7)上开设有传动槽(8)，所述底板(1)的顶部且位于摆动板(7)的一侧通过连接块固定连接有摆动电机(9)，所述摆动电机(9)输出轴的外表面套设有转动轮(10)，且转动轮(10)远离摆动电机(9)的一侧固定连接有与传动槽(8)相适配的传动杆(11)，所述摇晃箱(2)内壁的底部滑动连接有安装板(12)，且安装板(12)的内部固定安装有旋转电机(13)，所述旋转电机(13)的底部贯穿摇晃箱(2)并延伸至摇晃箱(2)的底部，所述旋转电机(13)输出轴的一端通过连接板固定连接有放置块(14)，且放置块(14)的顶部贯穿摇晃箱(2)并延伸至摇晃箱(2)的顶部，所述摇晃箱(2)的顶部滑动连接有旋转板(15)，且旋转板(15)的底部与放置块(14)延伸至摇晃箱(2)顶部的一侧固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述摇晃箱(2)内壁的底部且位于安装板(12)的一侧通过连接块固定连接有震荡电机(16)，所述震荡电机(16)输出轴的外表面套设有第一皮带轮(17)，所述摇晃箱(2)内壁的一侧通过连接架转动连接有转动杆(18)，且转动杆(18)的一端贯穿连接架并延伸至连接架的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述转动杆(18)延伸至连接架一侧的外表面套设有第二皮带轮(19)，且第二皮带轮(19)的外表面通过皮带与第一皮带轮(17)的外表面传动连接，所述转动杆(18)位于连接架内部的外表面套设有震荡凸轮(20)，所述放置块(14)的位于摇晃箱(2)内部的外表面固定连接有与震荡凸轮(20)相适配的弧形块(21)。

4.根据权利要求1所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述旋转板(15)的顶部和放置块(14)的顶部均开设有相互适配的放置槽(22)，所述放置块(14)的内部且位于放置槽(22)的底部固定安装有加热丝(23)。

5.根据权利要求1所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述放置块(14)的正面固定连接有温度传感器(24)，所述培养箱(3)内壁的底部分别固定连接有中央处理器(25)和时间继电器(26)，所述培养箱(3)的顶部固定安装有警示灯(27)，所述培养箱(3)正面的底部分别固定连接有控制开关(28)和按键(29)。

6.根据权利要求5所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述温度传感器(24)的输出端与温度比较器(30)的输入端连接，所述温度比较器(30)的输出端与反馈模块(31)的输入端连接，且反馈模块(31)的输出端与中央处理器(25)的输入端连接，所述控制开关(28)和按键(29)的输出端分别与中央处理器(25)的输入端连接，且中央处理器(25)的输出端分别与摆动电机(9)、旋转电机(13)、震荡电机(16)、加热丝(23)、警示灯(27)和温度比较器(30)的输入端连接，所述中央处理器(25)与时间继电器(26)实现双向连接。

7.根据权利要求1所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述摇晃箱(2)内壁的另一侧固定连接有缓冲器(32)，且缓冲器(32)的一侧固定连接有与弧形块(21)相适配的半圆形顶块(33)，所述摇晃箱(2)两侧的顶部均固定连接有加重块(34)，所述底板(1)的顶部与培养箱(3)的一侧之间固定连接有与摆动电机(9)相适配的防护罩(35)，所述培养箱(3)的两侧均开设有与第一连接轴(4)和第二连接轴(5)相适配的弧形孔(36)。

8.根据权利要求5所述的一种带自动控制摇匀装置的新型培养箱，其特征在于：所述中央处理器(25)的输入端与电源模块(37)的输出端电性连接，且电源模块(37)的输出端分别与温度传感器(24)、控制开关(28)和按键(29)的输入端电性连接。