CN110804542A - 细胞复苏用恒温振荡设备及细胞完全复苏判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及干细胞行业细胞复苏装置，特别涉及一种水浴锅可监控实时温度的测温装置。可匀速晃动、恒温水浴，使细胞复苏进行充分，保证细胞活率，实验数据准确。其包括水浴箱箱体；所述水浴箱箱体设置有多组用于放置冻存管的板状结构，该板状结构上设置有多个用于放置细胞冻存管的夹持孔；使用时，冻存管底部由夹持孔穿过，所述水浴箱箱体内壁设置由光束接收区，箱体内、光束接收区的对侧设置有一个或多个红外线光源，冻存管的一侧设置有光束接收区，冻存管的另一侧设置有红外线光源。

Description

细胞复苏用恒温振荡设备及细胞完全复苏判断方法

技术领域

本发明涉及干细胞行业细胞复苏装置，特别涉及一种水浴锅可监控实时温度的测温装置，可观察冻存标本是否复苏的观测装置，多规格冻存管的固定特别固定装置。

背景技术

恒温振荡水浴锅具有加热功能和控温功能，是生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、卫生、生化实验室、分析室教育科研的必备工具。

如今随着细胞行业的发展，对细胞复苏的要求非常严格，一般生化实验用的的水浴锅，实验人员一般采用止血钳或者镊子的夹取方式将冻存管插入水浴锅中，用手摇的方式进行振荡对冻存细胞进行复苏。这种方法虽然能保证细胞的复苏，但是存在着不可避免的问题。由于属于人工方式的复苏，对复苏时间不容易把握，而且因为需复苏的细胞取出时温度极低，复苏时导致水浴锅内水温下降，不能将实时温度传输至显示屏上，导致细胞复苏的活率降低，造成实验难以正常完成。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种细胞复苏用恒温振荡设备及细胞完全复苏判断方法，其可根据液体固体光学效应观测细胞是否复苏完全，可实时测量温度的测温及升温，可匀速晃动、恒温水浴，使细胞复苏进行充分，保证细胞活率，实验数据准确。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括水浴箱箱体。

所述水浴箱箱体设置有多组用于放置冻存管的板状结构，该板状结构上设置有多个用于放置细胞冻存管的夹持孔；使用时，冻存管底部由夹持孔穿过，所述水浴箱箱体内壁设置由光束接收区，箱体内、光束接收区的对侧设置有一个或多个红外线光源，冻存管的一侧设置有光束接收区，冻存管的另一侧设置有红外线光源。

进一步地，所述板状结构包括设置于中间的中间夹板、位于中间夹板两侧的管夹板：左管夹板及右管夹板、将中间夹板及管夹板包覆在内的框架；所述框架上设置有滑槽，所述管夹板上设置有与该滑槽配套的滑块，该滑块与滑槽滑动连接。

两管夹板上各设有一内螺纹套，所述中间夹板上开设有一方形孔洞，用于容纳齿轮状手轮，一螺纹柱穿过左管夹板，穿出的一端与齿轮状手轮左侧可拆卸式（比如：通过键连接）连接，另一螺纹柱穿过右管夹板，穿出的一端与齿轮状手轮右侧可拆卸式（比如：通过键连接）连接；两螺纹柱的螺纹方向相反；手动旋转手轮，两螺纹柱随之发生转动；带动两管夹板相对中间夹板同时夹紧或同时远离。

所述左管夹板上并列设置有多个左半圆一，中间夹板上设置有多个与左半圆一相对应的右半圆一。

所述右管夹板上并列设置有多个右半圆二，中间夹板上设置有多个与右半圆二相对应的左半圆二。

管夹板与中间夹板夹紧时，左半圆一与右半圆一形成完整的所述夹持孔，用于夹紧冻存管；左半圆二与右半圆二形成完整的所述夹持孔，用于夹紧冻存管。

更进一步地，所述框架上还开设有透明滑道，所述中间夹板端部固连有一滑板，该滑板位于透明滑道内；所述滑板一侧连接有摇杆芯轴，该摇杆芯轴的一端与滑板垂直相连；该摇杆芯轴的另一端与一曲柄摇杆机构相连。

所述曲柄摇杆机构包括转盘及摇杆；所述转盘与一电机通过键连接，所述转盘与一摇杆的一端通过转轴相连；该摇杆的另一端与摇杆芯轴相连；电机转动，带动转盘随之旋转；通过转轴带动摇杆运动，使与摇杆相连的滑板沿透明滑道左右移动。最终实现板状结构在框架内左右晃动。

更进一步地，所述电机安装在电机安装底板上，且电机安装底板与所述框架一体式连接；所述电机安装底板设置于一举升机构上。

所举升机构包括左右两个带滑槽立板，两带滑槽立板间设置有升降用立板，升降用立板与两滑槽立板通过滑块滑动连接；所述举升机构还包括升降用螺纹轴，该螺纹轴一端与一升降用电机通过联轴节相连，所述升降用立板上设置有内螺纹套，螺纹轴的另一端与内螺纹套螺纹相连（所述内螺纹套顶部设置有纵向止动盖。）；升降用电机转动，带动螺纹轴转动，与螺纹轴相连的升降用立板沿带滑槽立板上下移动，实现举升。

更进一步地，所述升降用立板设置于所述电机安装底板下方、与电机安装底板固连。

进一步地，所述水浴锅箱体上设置有箱盖，箱盖上设置有手柄。

进一步地，该水浴锅箱体内设置有电加热管。

进一步地，所述箱体内设置有红外测温仪。

进一步地，所述板状结构上印有编号（便于通过编号找到标本）。

进一步地，所述箱体上集成有计时装置及紫外线杀菌装置，且紫外线杀菌装置设置于水下。可在需要时开启，对设备内部进行杀菌消毒。

进一步地，所述接收区分为上下两个区：绿色区域和红色区域，绿色区域表示冻存管内呈液态，红色区域表示呈固态。

细胞完全复苏判断方法，包括以下步骤。

步骤1、根据液体与固体的折射率不同，在水浴锅内细胞冻存管一侧设置一道光束，然后在细胞冻存管另一侧设置一处光束接收区域。

步骤2、根据透过细胞冻存管的光束最终落在光束接收区域的位置，判断细胞冻存管内细胞复苏状态。冻存管内为液态时，落在绿色区域，冻存管内为固态时，落在固态区域。

与现有技术相比本发明有益效果。

本发明解决了人工手摇对冻存细胞进行复苏，采用自动振荡的方式对冻存细胞进行复苏的恒温水浴锅。本发明可实时测量温度的测温及升温，可匀速晃动，使细胞复苏进行充分，保证细胞活率，实验数据准确。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明框架升起后的结构示意图。

图3-5是本发明图2去掉部分外壳后的结构示意图。

图6是本发明光源透过冻存管照射到光束接收区的示意图。

图中，1为箱体、2为箱盖、3为框架、4为冻存管、5为外盖、6为按钮开关、7为微电脑、8为测温仪的显示屏、9为电源插座、10为电加热管、11为红外线光源、12为光束接收区、13为内螺纹套、14为管夹板、15为手轮、16为偏心芯轴、17为中间夹板、18为滑槽、19为螺纹柱、20为振荡用电机、21为测温仪、22为光测试冻存管、23为升降用立板、24为带滑槽立板、25为联轴节、26为升降用电机、27为升降用螺纹轴、28为纵向止动盖、29为电机安装底板、30为透明滑道、31为滑板、32为摇杆芯轴、33为摇杆、34为转盘。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明包括水浴箱箱体；所述水浴箱箱体设置有多组用于放置冻存管的板状结构，该板状结构上设置有多个用于放置细胞冻存管的夹持孔；使用时，冻存管底部由夹持孔穿过，所述水浴箱箱体内壁设置由光束接收区（该光束接收区的材质），箱体内、光束接收区对侧设置有一个或多个红外线光源，冻存管的一侧设置有光束接收区，冻存管的另一侧设置有红外线光源。接收区采用的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，此材质强度高，韧性好，耐高低温，可通过添加染料定制颜色。液态区域为绿色，固态区域为红色。

进一步地，所述板状结构包括设置于中间的中间夹板、位于中间夹板两侧的管夹板：左管夹板及右管夹板、将中间夹板及管夹板包覆在内的框架；所述框架上设置有滑槽，所述管夹板上设置有与该滑槽配套的滑块，该滑块与滑槽滑动连接；两管夹板上各设有一内螺纹套，所述中间夹板上开设有一方形孔洞，用于容纳齿轮状手轮，一螺纹柱穿过左管夹板，穿出的一端与齿轮状手轮左侧可拆卸式（比如：通过键连接）连接，另一螺纹柱穿过右管夹板，穿出的一端与齿轮状手轮右侧可拆卸式（比如：通过键连接）连接；两螺纹柱的螺纹方向相反；手动旋转手轮，两螺纹柱随之发生转动；带动两管夹板相对中间夹板同时夹紧或同时远离；所述左管夹板上并列设置有多个左半圆一，中间夹板上设置有多个与左半圆一相对应的右半圆一；所述右管夹板上并列设置有多个右半圆二，中间夹板上设置有多个与右半圆二相对应的左半圆二；管夹板与中间夹板夹紧时，左半圆一与右半圆一形成完整的所述夹持孔，用于夹紧冻存管；左半圆二与右半圆二形成完整的所述夹持孔，用于夹紧冻存管。可固定不同规格冻存管或不同规格的冻存袋。转动手轮，螺纹传动使两个管夹板在滑槽平动，细胞冻存管夹住或松开。

更进一步地，所述板状结构上还设置有一通孔用于放置光测试冻存管；可用于在实验时，红外光束打到该冻存管上，查看其落在光束接收区的位置。

更进一步地，所述框架上还开设有透明滑道，所述中间夹板端部固连有一滑板，该滑板位于透明滑道内；所述滑板一侧连接有摇杆芯轴，该摇杆芯轴的一端与滑板垂直相连；该摇杆芯轴的另一端与一曲柄摇杆机构相连；所述曲柄摇杆机构包括转盘及摇杆；所述转盘与一（振荡用电机）电机通过键连接，所述转盘与一摇杆的一端通过转轴相连；该摇杆的另一端与摇杆芯轴相连；电机转动，带动转盘随之旋转；通过转轴带动摇杆运动，使与摇杆相连的滑板沿透明滑道左右移动。（最终实现板状结构在框架内左右晃动。以达到匀速晃动，代替手动摇晃以复苏冻存细胞的目的。具体地，电机带动转盘由偏心芯轴带动摇杆，带动滑板在滑槽内往复移动。

更进一步地，所述电机安装在电机安装底板上，且电机安装底板与所述框架一体式连接；所述电机安装底板设置于一举升机构上。

所举升机构包括左右两个带滑槽立板，两带滑槽立板间设置有升降用立板，升降用立板与两滑槽立板通过滑块滑动连接；所述举升机构还包括升降用螺纹轴，该螺纹轴一端与一升降用电机通过联轴节相连，所述升降用立板上设置有内螺纹套，螺纹轴的另一端与内螺纹套螺纹相连（所述内螺纹套顶部设置有纵向止动盖。）；升降用电机转动，带动螺纹轴转动，与螺纹轴相连的升降用立板沿带滑槽立板上下移动，实现举升。该举升机构使得起冻存管振荡部分的机构位于水浴上方，避免了与水直接接触；且规避长期使用水逆流会对电机电路造成的短路，延长设备使用寿命。

具体地，升降用电机转动，螺纹轴转（正转或反转），往复移动，升降用立板沿滑槽上升或下降，带动管夹板及框架、振荡用电机、手轮一起上升或下降。

更进一步地，所述升降用立板设置于所述电机安装底板下方、与电机安装底板固连。

进一步地，所述水浴锅箱体上设置有箱盖，箱盖上设置有手柄。

进一步地，该水浴锅箱体内设置有电加热管。

进一步地，所述箱体内设置有红外测温仪，该测温仪的显示屏显示在水浴锅的外表面。该测温仪内集成有存储模块，用于记录不同细胞复苏过程的温度变化，数据可保留，可导出，可根据记录的数据对细胞复苏过程进行研究。

进一步地，所述板状结构上印有编号（便于通过编号找到标本）。

进一步地，所述箱体上集成有计时装置及紫外线杀菌装置，且紫外线杀菌装置设置于水下。（可在需要时开启，对设备内部进行杀菌消毒。）计时装置用于血浆灭活和细胞消化操作中，操作标本时，放置板状结构上振荡，根据要求设置时间，计时结束，然后取出标本。

此外，举升机构及起振荡作用的机构由机械壳体包覆，该机械壳体上也设置有外盖。且测温仪、电机、电加热管及杀菌装置等都与一微电脑模块相连，此处为常规技术，在此不加赘述。该机械壳体上设置按钮开关、电源插座、微电脑模块的显示器等。

采用人工方式的复苏，对复苏时间不容易把握，且因为需复苏的细胞取出时温度极低，复苏时导致水浴锅内水温下降，不能将实时温度传输至显示屏上，导致细胞复苏的活率降低，造成实验难以正常完成。本发明设置有电加热管用于加热，其与测温仪一起，根据测温仪测温、反馈；当温度低于设置，电加热管开启工作。当温度达到要求，电加热管停止工作。

细胞完全复苏判断方法，包括以下步骤。

步骤1、根据液体与固体的折射率不同，在水浴锅内细胞冻存管一侧设置一道光束，然后在细胞冻存管另一侧设置一处光束接收区域。

步骤2、根据透过细胞冻存管的光束最终落在光束接收区域的位置，判断细胞冻存管内细胞复苏状态。

比如：液体状态下为绿色区域，固体状态下为红色区域；根据最终光速终点区域判断细胞是否复苏完成。

步骤1.1、将光源设置在距标本2厘米位置，入射角为10°；根据光学原理，入射角为i，折射角为r，折射率为n，则公式为n=sin i/sin r，根据不同状态下的冻存液折射率不同，不同介质中的折射角度不同，计算出最终光束终点的区域。

冻存管为聚丙烯材质，折射率约为1.49，所以折射角约为8°，在光束通过第一种介质是折射角为8°，那么在射入第二种介质时的入射角为8°，所以根据不同状态的折射率不同，固态的冻存液折射率约为1.3，折射角约为6°；液态的冻存液折射率根据不同密度约在1.33-1.47之间，折射角约为5°。

冻存袋为乙烯-醋酸乙烯共聚物材质，折射率约为1.48，所以折射角约为8°，在光束通过第一种介质是折射角为8°，那么在射入第二种介质时的入射角为8°，所以根据不同状态的折射率不同，固态的冻存液折射率约为1.3，折射角约为6°；液态的冻存液折射率根据不同密度约在1.33-1.47之间，折射角约为5°。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.细胞复苏用恒温振荡设备，包括水浴箱箱体；其特征在于，所述水浴箱箱体设置有多组用于放置冻存管的板状结构，该板状结构上设置有多个用于放置细胞冻存管的夹持孔；使用时，冻存管底部由夹持孔穿过，所述水浴箱箱体内壁设置由光束接收区，箱体内、光束接收区的对侧设置有一个或多个红外线光源，冻存管的一侧设置有光束接收区，冻存管的另一侧设置有红外线光源。

2.根据权利要求1所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述板状结构包括设置于中间的中间夹板、位于中间夹板两侧的管夹板：左管夹板及右管夹板、将中间夹板及管夹板包覆在内的框架；所述框架上设置有滑槽，所述管夹板上设置有与该滑槽配套的滑块，该滑块与滑槽滑动连接；

两管夹板上各设有一内螺纹套，所述中间夹板上开设有一方形孔洞，用于容纳齿轮状手轮，一螺纹柱穿过左管夹板，穿出的一端与齿轮状手轮左侧可拆卸式连接，另一螺纹柱穿过右管夹板，穿出的一端与齿轮状手轮右侧可拆卸式连接；两螺纹柱的螺纹方向相反；手动旋转手轮，两螺纹柱随之发生转动；带动两管夹板相对中间夹板同时夹紧或同时远离；

所述左管夹板上并列设置有多个左半圆一，中间夹板上设置有多个与左半圆一相对应的右半圆一；

所述右管夹板上并列设置有多个右半圆二，中间夹板上设置有多个与右半圆二相对应的左半圆二；

管夹板与中间夹板夹紧时，左半圆一与右半圆一形成完整的所述夹持孔，用于夹紧冻存管；左半圆二与右半圆二形成完整的所述夹持孔，用于夹紧冻存管。

3.根据权利要求2所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述框架上还开设有透明滑道，所述中间夹板端部固连有一滑板，该滑板位于透明滑道内；所述滑板一侧连接有摇杆芯轴，该摇杆芯轴的一端与滑板垂直相连；该摇杆芯轴的另一端与一曲柄摇杆机构相连；

所述曲柄摇杆机构包括转盘及摇杆；所述转盘与一电机通过键连接，所述转盘与一摇杆的一端通过转轴相连；该摇杆的另一端与摇杆芯轴相连；电机转动，带动转盘随之旋转；通过转轴带动摇杆运动，使与摇杆相连的滑板沿透明滑道左右移动。

4.根据权利要求3所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述电机安装在电机安装底板上，且电机安装底板与所述框架一体式连接；所述电机安装底板设置于一举升机构上；

所举升机构包括左右两个带滑槽立板，两带滑槽立板间设置有升降用立板，升降用立板与两滑槽立板通过滑块滑动连接；所述举升机构还包括升降用螺纹轴，该螺纹轴一端与一升降用电机通过联轴节相连，所述升降用立板上设置有内螺纹套，螺纹轴的另一端与内螺纹套螺纹相连；升降用电机转动，带动螺纹轴转动，与螺纹轴相连的升降用立板沿带滑槽立板上下移动，实现举升。

5.根据权利要求4所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述升降用立板设置于所述电机安装底板下方、与电机安装底板固连。

6.根据权利要求1所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：该水浴锅箱体内设置有电加热管。

7.根据权利要求1所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述箱体内设置有红外测温仪。

8.根据权利要求1所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述板状结构上印有编号。

9.根据权利要求1所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：所述接收区分为上下两个区：绿色区域和红色区域，绿色区域表示冻存管内呈液态，红色区域表示呈固态。

10.根据权利要求1所述的细胞复苏用恒温振荡设备，其特征在于：基于细胞复苏用恒温振荡设备的细胞完全复苏判断方法，包括以下步骤：

步骤1、根据液体与固体的折射率不同，在水浴锅内细胞冻存管一侧设置一道光束，然后在细胞冻存管另一侧设置一处光束接收区域；

步骤2、根据透过细胞冻存管的光束最终落在光束接收区域的位置，判断细胞冻存管内细胞复苏状态。

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