CN109810896A - 一种细胞培养用温度调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细胞培养用温度调控装置，包括预处理箱、细胞培养箱、温控板，所述温度控板设置在细胞培养箱的顶部，且温控板内设置有PD控制模块及其控制连接电路，所述预处理箱设置在细胞培养箱的前端下方，且预处理箱和细胞培养箱设置有共同内腔，所述细胞培养箱的前端上方设置有竖直挡板，且细胞培养箱的下方设置与竖直挡板对应的滑槽，所述细胞培养箱内腔独立设置有空气温度调控器和细胞培养架，所述细胞培养箱的后端独立设置有散热板，且散热板上设置有散热风扇组。本发明将细胞培养装置分为预处理箱和细胞培养箱，并且在同一设备内实现不同的温度调控，便于对温度精确调整。

Description

一种细胞培养用温度调控装置

技术领域

本发明涉及细胞培养装置技术领域，具体为一种细胞培养用温度调控装置。

背景技术

细胞培养(cell culture)是指在体外模拟体内环境(无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等)，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。细胞培养也叫细胞克隆技术，在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的生物克隆技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程，细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以由一个细胞经过大量培养成为简单的单细胞或极少分化的多细胞，这是克隆技术必不可少的环节，而且细胞培养本身就是细胞的克隆。细胞培养技术是细胞生物学研究方法中重要和常用技术，通过细胞培养既可以获得大量细胞，又可以借此研究细胞的信号转导、细胞的合成代谢、细胞的生长增殖等。细胞培养是现在生物医药和医疗治疗方面中常用的技术手段，在现在的细胞培养过程中因为不同的细胞其培养时的最佳温度、不同气体浓度成分均为不同，所以在培养过程中需要设备进行辅助，但是现有的设备存在着温度控制不准确，加热保温功能单一，反应调节不及时，不能有效快速降温等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的设备存在着温度控制不准确，加热保温功能单一，反应调节不及时，不能有效快速降温的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种细胞培养用温度调控装置，包括预处理箱、细胞培养箱、温控板，所述温度控板设置在细胞培养箱的顶部，且温控板内设置有PD控制模块及其控制连接电路，所述预处理箱设置在细胞培养箱的前端下方，且预处理箱和细胞培养箱设置有共同内腔，所述细胞培养箱的前端上方设置有竖直挡板，且细胞培养箱的下方设置与竖直挡板对应的滑槽，所述细胞培养箱内腔独立设置有空气温度调控器和细胞培养架，所述细胞培养箱的后端独立设置有散热板，且散热板上设置有散热风扇组，所述预处理箱和细胞培养箱的内腔底部设置有滑槽底板，且滑槽底板上设置有与细胞培养架对应的凸形定位条和凹形滑槽，所述预处理箱和细胞培养箱的外侧侧壁上均设置有密封连接孔，且密封连接孔竖直排列设置有两个。

预处理箱与细胞培养箱结合提供细胞培养需要的特定温度和密封环境，预处理箱和细胞培养箱底部设置有滑槽底板，便于细胞培养架在内腔推入拉出，并且设置独立的竖直挡板可以将预处理箱和细胞培养箱隔离开，在使用过程中可以选择整体水浴或者是利用细胞培养箱内的空气温度调节器对腔体内的空气加热保温达到对应的效果，在侧壁上设置密封连接孔方便加入不同的气体或者培养中需要的其他环境介质，在细胞培养箱的后端设置独立的散热板方便快速与外部换热，避免内部温度过高，导致细胞死亡。

优选的，所述空气温度调控器的顶部设置有空气加热器和空气压缩机，且空气温度调控器的下方排列设置有空气流通板，所述空气流通板的底部设置有温度感应器。

利用空气温度调控器可以调节细胞培养箱内部的温度，使其温度到达恒定值，便于细胞的培养，并且设置的空气加热器和空气压缩机设置在箱体的顶部，工作时不会影响到下侧箱体的状态，空气加热器和空气压缩机产生的高温空气或低温空气通过下方的空气流通板与箱体内的空气进行热交换，并且在下方设置的温度感应器感应下方空气中的温度，将温度参数反馈带对应的温控板上，根据温度参数调节不同的设备进行控制实现控温。

优选的，所述细胞培养架的内侧设置有放置架，且细胞培养架的外侧设置有拉手，所述细胞培养架的底部设置有与凹形滑槽配合的滑槽块，且滑槽块之间设置有与凸形定位条配合定位滑槽，滑槽块的内部设置有永久性磁铁。

优选的，所述凸形定位条的两侧平行设置有凹形滑槽，且凹形滑槽由内侧向外槽内深度逐渐增大，所述凹形滑槽内设置有出水口，所述凹形滑槽的底面和侧面为光滑的金属板。

细胞培养架的下方设置与滑槽底板配合的凸凹槽结构方便细胞培养架在使用过程中在内腔中的拉出和推入，在使用过程中利用内置磁铁以及对应的铁块在使用过程中使得拉出和推入较为平稳，减少晃动。

优选的，所述竖直挡板的外侧边沿设置密封边条，且竖直挡板的顶部设置有铁质金属块，细胞培养箱的前端设置有金属块对应的磁性吸扣。

通过竖直挡板在使用过程中可以将细胞培养箱与预处理箱隔离，并且使得对应的细胞培养箱的内腔形成一个密封腔体，避免细胞培养过程中外界细菌灰尘进入导致培养失败，在顶部设置对应的磁性吸附结构方便挡板的固定。

优选的，所述预处理箱的顶部设置有密封槽，且预处理箱配套设置有盖板，所述预处理箱的前端设置有蒸汽发生器，且预处理箱的两侧内壁均设置有电磁加热线圈，所述预处理箱的底部设置有储存水箱。

优选的，所述盖板的底面并排设置有紫外线杀菌灯，所述预处理箱的前端设置有过滤进气口，且过滤进气口的设置高度在紫外线杀菌灯的照射区域下方。

预处理箱内设置蒸汽发生器，可以产生蒸汽对箱体内部进行杀菌处理，避免培养过程中有细菌进入，利用两侧的电磁加热线圈对水进行加热，进行水浴培养，并且在盖板的上方设置有紫外线杀菌灯，可对预处理箱内进行紫外线杀菌处理，并且过滤进气口进入的空气经过杀菌灯的照射后不会携带细菌进入。

优选的，所述预处理箱和细菌培养箱的外壁结构相同由内向外依次为不锈钢内胆层、保温隔热发泡层和塑料外壳，便于清洗，并且提高保温效果。

优选的，所述预处理箱和细胞培养箱的内壁及其内侧设置有多组热敏温度传感器，且热敏温度传感器均与温控板内的PDI 控制模块电连接。

优选的，所述温控板上设置有调节按钮及其LED显示器，温控板内设置有数据处理器及其无线信号传输装置。

预处理箱、细胞培养箱和空气温度调控器内侧均设置多组温度传感器，根据放置位置可以选择合适的感应头，温度传感器将感应温度通过导线传递到数据处理模块中，数据处理模块将检测温度转化为信号输入到温度调节模块，利用控制程序判断温度偏离度，操作控制面板可以写入控制命令便于控制不同的加热或降温模块进行工作，无线调节模块可以接收控制信号，将控制信号传递至温控调节模块进行调节，并且将温度数据利用无线调节模块传递至移动终端便于实时监控，显示屏将接收数据处理模块和温控调节模块中数据内容进行显示，便于操作人员观察调节，利用控制开关分别控制水浴加热模块、空气温度调节模块、散热风扇模块的工作状态实现对腔体内部温度的调节。

本发明的有益效果是：将细胞培养装置分为预处理箱和细胞培养箱，并且在同一设备内实现不同的温度调控，便于对温度精确调整；

(1)、通过预处理箱可以将对实验装置进行高温杀菌处理，并且提高热水实现恒温水浴，并且在设备中设置紫外线杀菌灯可以对进入的空气处理，实现杀菌功能，保持外界环境互换的同时降低污染风险；

(2)、实现多种培养环境的模拟，利用在侧壁的密封连接孔可以向内侧送入不同的气体成分模拟培养环境；

(3)、采用多种监控方式，收集多种检测数据进行对比分析，精确把握温度偏离度，实现提前加热或制冷，并且采用多种组合方式调整温度的恒定。

附图说明

图1是本发明一种细胞培养用温度调控装置的结构示意图；

图2是图1中所示的温度调控装置的立体图；

图3是图1中所示的预处理箱的结构示意图；

图4是图1中所示细胞培养箱内的空气温度调控器的结构示意图；

图5是图1中所示细胞培养箱内的细胞培养架的结构示意图；

图6是图1中所示细胞培养箱内的滑槽底板的结构示意图；

图7是图1所示的细胞培养箱的箱体材料层；

图8是图1所示的细胞培养箱后方散热板的结构示意图；

图9是图1所示的温度调控装置内部系统控制图。

图中：1、预处理箱；11、盖板；12、紫外线杀菌灯；13、密封槽；14、蒸汽发生器；15、储存水箱；16、电磁加热线圈； 17、过滤进气口；2、竖直挡板；21、磁性吸扣；3、细胞培养箱；31、不锈钢内胆层；32、保温隔热发泡层；33、塑料外壳、 4、温控板；5、散热板；51、散热风扇组；6、空气温度调控器； 61、空气加热器；62、空气压缩机；63、空气流通板；64、温度感应器；7、密封连接孔；8、细胞培养架；81、拉手；82、滑槽块；83、放置架；84、定位滑槽；9、滑槽底板；91、出水口；92、凸形定位条；93、凹槽滑槽。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1和图2中所示，一种细胞培养用温度调控装置，包括预处理箱1、细胞培养箱3、温控板4，温度控板4设置在细胞培养箱3的顶部，且温控板4内设置有PD控制模块及其控制连接电路，预处理箱1设置在细胞培养箱3的前端下方，且预处理箱1和细胞培养箱3设置有共同内腔，细胞培养箱3的前端上方设置有竖直挡板2，且细胞培养箱3的下方设置与竖直挡板2对应的滑槽，细胞培养箱3内腔独立设置有空气温度调控器6和细胞培养架8，空气温度调控器为整体式结构，其内部气体不与细胞培养箱3内部腔体的气体互换，细胞培养架8可以根据实验操作需要采用架体结构和皿体结构，适用于空气加热和水浴加热使用，避免使用过程中出现对细胞培养器皿的污染，细胞培养箱3的后端独立设置有散热板5，且散热板5上设置有散热风扇组51，通过设置独立的散热板5主要为细胞培养箱3 上端的空气温度调节器6实现快速降温，调节内部空气温度，达到降低细胞培养箱3内部温度的效果，该降温方式不会使外部气体进入导致内部环境失去平衡，预处理箱1和细胞培养箱的内腔底部设置有滑槽底板9，且滑槽底板9上设置有与细胞培养架8对应的凸形定位条92和凹形滑槽93，预处理箱1和细胞培养箱3的外侧侧壁上均设置有密封连接孔7，且密封连接孔7 竖直排列设置有两个，不使用时可以通过堵头将密封连接孔7 密封连接。

本实施例中分别在预处理箱1和细胞培养箱3的侧壁放置对应的密封连接孔7，在使用过程中可以将密封连接孔与循环热水供应装置连接，向细胞培养箱3内注入循环热水，注水管可以向箱体内延伸，使得热水混合更加均匀，利用下端注入上端排出的原理使得热水在细胞培养箱3内循环达到温度问题，通过调节进水端热水温度和监测出水端温度，进行调节供应的热水温度，实现恒温调节，并且在调节内部水温更加快速，升温更加平稳，该方式比正常的水浴保温更加容易监控调节，本实施例中指出的外界供水装置可以采用电热水与混水阀共同组成，并且利用双向电机，可以实现水的循环使用。

本实施例中将气体供应装置与细胞培养箱3上的密封连接孔7连接，可以向细胞培养箱3的内部注入特定气体，并于制造细胞培养环境如注入CO2气体、特定的氧气浓度等不同特定浓度的气体成分。

如图4中所示，本实例中，空气温度调控器6的顶部设置有空气加热器61和空气压缩机62，且空气温度调控器6的下方排列设置有空气流通板63，空气流通板63的底部设置有温度感应器64，本技术方案中通过空气流通板63实现内部空气与腔体内空气进行温度交换，空气流通板63可以选用翅片结构或者是排列式金属管，增大热量交换面积，利用空气加热器61和空气压缩机62分别对空气进行加热和降温，通过空气压缩机及其对应管道送入只补贴的空气流通板63中进行换热，该热量交换方式为辐射交换，没有气体对流产生，无需对外部空气进行净化处理，降低了设备成本，并且阻断了外界空气可能进入带来的污染。

如图5和图6中所示，本实例中，细胞培养架8的内侧设置有放置架83，且细胞培养架8的外侧设置有拉手，细胞培养架8的底部设置有与凹形滑槽93配合的滑槽块82，且滑槽块 82之间设置有与凸形定位条92配合定位滑槽84，滑槽块82的内部设置有永久性磁铁,凸形定位条92的两侧平行设置有凹形滑槽93，且凹形滑槽93由内侧向外槽内深度逐渐增大，凹形滑槽93内设置有出水口91,出水口91设置在储存水箱15的上方，使用过程中可以将预处理箱内的水排入只储存水箱15中收集，凹形滑槽93的底面和侧面为光滑的金属板，在使用过程中通过滑槽块82内的磁铁与凹形滑槽93的金属板逐渐接近，其对应的吸力逐渐增大，细胞培养架8在内侧时更加稳定，不会轻易发生晃动，并且本技术方案中是通过凸形定位条92配合定位滑槽84，实现在内部的水平走向不会发生偏移，在使用过程中利用拉手进行拉出和推出避免与培养物接触。

如图1中所示，本实施例中，竖直挡板2的外侧边沿设置密封边条，并且竖直挡板2的底部设置有滑槽底板9上对应的凸块与凹槽，并在凸块和凹槽上也设置密封边条提高密封效果，且竖直挡板2的顶部设置有铁质金属块，细胞培养箱3的前端设置有金属块对应的磁性吸扣31，通过竖直挡板2在使用过程中可以将细胞培养箱3与预处理箱1隔离，并且使得对应的细胞培养箱的内腔形成一个密封腔体，避免细胞培养过程中外界细菌灰尘进入导致培养失败，在顶部设置对应的磁性吸附结构方便挡板的固定。

如图3中所示，本实施例中，预处理箱1的顶部设置有密封槽13，且预处理箱1配套设置有盖板11，预处理箱1的前端设置有蒸汽发生器14，蒸汽发生器14选用高温蒸汽发生器使用过程中产生高温蒸汽对预处理箱1和细胞培养箱3内部进行高温杀菌处理，预处理箱1的两侧内壁均设置有电磁加热线圈16，预处理箱1的底部设置有储存水箱15，在预处理箱1内注入无垢水通过两侧的电磁加热线圈16进行加热，将热水通过侧壁的密封连接孔7与电机连接与下部水箱连接通过混水阀将热水混合送入至细胞培养箱3中进行恒温水浴，还可以将竖直挡板2 向上抬起至一定高度，其高度不应超过水位高度，利用电磁加热线圈16进行加热，调节电磁加热线圈16的工作功率和工作开关进而实现对水浴温度的调节，在水浴过程中因为正常的水浴温度在55℃以下，可能产生的水蒸气在预处理箱1中堆积，竖直挡板2可以有效避免水蒸气箱细胞培养箱中扩散，并且设置在细胞培养箱3上方的空气温度调控器6可以加热内部空气，使得对应的空气流通板63上不会冷凝形成水滴滴落在培养仪器上，盖板11的底面并排设置有紫外线杀菌灯12，通过紫外线杀菌灯12可以对内部进行杀菌处理，预处理箱1的前端设置有过滤进气口17，且过滤进气口17的设置高度在紫外线杀菌灯12的照射区域下方，设置过滤进气口17便于一些不需要密封需要外界空气进入的细胞培养使用，并且在预处理箱1上开设过滤进气口17可以通过盖板11顶部的紫外线杀菌灯12对进入气体进行杀菌处理。

如图7中所示，本实施例中，预处理箱1和细菌培养箱3 的外壁结构相同由内向外依次为不锈钢内胆层31、保温隔热发泡层32和塑料外壳33，采用不锈钢内胆层31便于后期设备的清洁，提高设备使用寿命，中部采用保温层提高保温效果，避免热量走失降低使用效果。

本实施例中，预处理箱1和细胞培养箱3的内壁及其内侧设置有多组热敏温度传感器，且热敏温度传感器均与温控板内的PDI控制模块电连接，温控板4上设置有调节按钮及其LED 显示器，温控,4内设置有数据处理器及其无线信号传输装置。

预处理箱1、细胞培养箱3和空气温度调控器6内侧均设置多组温度传感器，根据放置位置可以选择合适的感应头，感应头可以根据使用环境任意选用空气头、防水头、磁性头，温度传感器将感应温度通过导线传递到数据处理模块中，数据处理模块将检测温度转化为信号输入到温度调节模块，利用控制程序判断温度偏离度，操作控制面板可以写入控制命令便于控制不同的加热或降温模块进行工作，无线调节模块可以接收控制信号，将控制信号传递至温控调节模块进行调节，并且将温度数据利用无线调节模块传递至移动终端便于实时监控，显示屏将接收数据处理模块和温控调节模块中数据内容进行显示，便于操作人员观察调节，利用控制开关分别控制水浴加热模块、空气温度调节模块、散热风扇模块的工作状态实现对腔体内部温度的调节。

本技术方案中还指出将预处理箱1的盖板11和竖直挡板2 均采用透明材质制成，在使用过程中便于观察内部使用状态，调整设备位置。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种细胞培养用温度调控装置，包括预处理箱(1)、细胞培养箱(3)、温控板(4)，所述温度控板(4)设置在细胞培养箱(3)的顶部，且温控板(4)内设置有PD控制模块及其控制连接电路，其特征在于：所述预处理箱(1)设置在细胞培养箱(3)的前端下方，且预处理箱(1)和细胞培养箱(3)设置有共同内腔，所述细胞培养箱(3)的前端上方设置有竖直挡板(2)，且细胞培养箱(3)的下方设置与竖直挡板(2)对应的滑槽，所述细胞培养箱(3)内腔独立设置有空气温度调控器(6)和细胞培养架(8)，所述细胞培养箱(3)的后端独立设置有散热板(5)，且散热板(5)上设置有散热风扇组(51)，所述预处理箱(1)和细胞培养箱的内腔底部设置有滑槽底板(9)，且滑槽底板(9)上设置有与细胞培养架(8)对应的凸形定位条(92)和凹形滑槽(93)，所述预处理箱(1)和细胞培养箱(3)的外侧侧壁上均设置有密封连接孔(7)，且密封连接孔(7)竖直排列设置有两个。

2.根据权利要求1所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述空气温度调控器(6)的顶部设置有空气加热器(61)和空气压缩机(62)，且空气温度调控器(6)的下方排列设置有空气流通板(63)，所述空气流通板(63)的底部设置有温度感应器(64)。

3.根据权利要求2所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述细胞培养架(8)的内侧设置有放置架(83)，且细胞培养架(8)的外侧设置有拉手，所述细胞培养架(8)的底部设置有与凹形滑槽(93)配合的滑槽块(82)，且滑槽块(82)之间设置有与凸形定位条(92)配合定位滑槽(84)，滑槽块(82)的内部设置有永久性磁铁。

4.根据权利要求3所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述凸形定位条(92)的两侧平行设置有凹形滑槽(93)，且凹形滑槽(93)由内侧向外槽内深度逐渐增大，所述凹形滑槽(93)内设置有出水口(91)，所述凹形滑槽(93)的底面和侧面为光滑的金属板。

5.根据权利要求4所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述竖直挡板(2)的外侧边沿设置密封边条，且竖直挡板(2)的顶部设置有铁质金属块，细胞培养箱(3)的前端设置有金属块对应的磁性吸扣(31)。

6.根据权利要求5所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述预处理箱(1)的顶部设置有密封槽(13)，且预处理箱(1)配套设置有盖板(11)，所述预处理箱(1)的前端设置有蒸汽发生器(14)，且预处理箱(1)的两侧内壁均设置有电磁加热线圈(16)，所述预处理箱(1)的底部设置有储存水箱(15)。

7.根据权利要求6所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述盖板(11)的底面并排设置有紫外线杀菌灯(12)，所述预处理箱(1)的前端设置有过滤进气口(17)，且过滤进气口(17)的设置高度在紫外线杀菌灯(12)的照射区域下方。

8.根据权利要求1所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述预处理箱(1)和细菌培养箱(3)的外壁结构相同由内向外依次为不锈钢内胆层(31)、保温隔热发泡层(32)和塑料外壳(33)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述预处理箱(1)和细胞培养箱(3)的内壁及其内侧设置有多组热敏温度传感器，且热敏温度传感器均与温控板内的PDI控制模块电连接。

10.根据权利要求9所述的细胞培养用温度调控装置，其特征在于：所述温控板(4)上设置有调节按钮及其LED显示器，温控板(4)内设置有数据处理器及其无线信号传输装置。