CN111205983A - 一体式贴壁细胞培养分离装置 - Google Patents

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Jingnuo Shanghai Cell Biotechnology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种一体式贴壁细胞培养分离装置，包括箱体、细胞培养单元、按压机械手、抓取机械手、加液器、吹打机构和传送带；箱体包括培养腔、吹打腔和取样腔；按压机械手用以将盒、盒体和/或盖体之间卡扣连接或分离；抓取机械手用于抓取底盒和/或盒体转移至吹打腔；加液器用于为细胞培养单元提供细胞培养液；吹打机构用于对底盒和/或盒体内培养完成的细胞进行吹打分离；传送带用于将经吹打机构分离处理后的底盒和/或盒体传送至取样腔。本发明的一体式贴壁细胞培养分离装置，通过将功能单元集成为一个整体，结构设计新颖，操作简单方便，有效防止了细菌、病毒等的侵入，且生产一致性高，可控性强，保证了生产效率。

Description

一体式贴壁细胞培养分离装置
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种一体式贴壁细胞培养分离装置。
背景技术
细胞工厂是一种细胞培养装置，在有限的空间内利用了最大限度的培养表面，从而节省了空间；其可用于如疫苗、单克隆抗体或生物制药等工业规模生产，特别适合于贴壁细胞，也可用于悬浮培养，并且，在从实验室规模进行放大时不会改变细胞生长的动力学条件，使放大变得简单易行，低污染风险，节省空间。
如已公开专利CN110283725A披露了一种新型多层贴壁细胞培养容器结构，包括多层细胞工厂主体、卡口盖以及透气盖，多层细胞工厂主体内部从上至下等间距设有多组多层培养表面，多层细胞工厂主体靠近多层培养表面处设有多层培养表面固定槽，多层细胞工厂主体上端一侧靠近基面和背面处均开设有延伸管进口，多层细胞工厂主体上端一侧靠近基面处的延伸管进口上端固定安装有卡口盖，多层细胞工厂主体上端一侧靠近背面处的延伸管进口上端固定安装有透气盖，透气盖内部设有延伸管，延伸管外部设有透气膜。该多层贴壁细胞培养容器用于满液培养，虽同等高度下大大增加了培养面积、提升了空间利用率，但其多层结构为一体式结构，无法根据需要选择单层或多层进行细胞培养，使用不灵活方便，一定程度上造成了资源的浪费。
如已公开专利CN201999918U披露了一种叠加密封式细胞培养盒，它具有矩形盒体，盒体上口具有较宽的台面，沿台面内口开有一圈阶梯槽，阶梯槽的外口尺寸等于或大于盒体底部外形尺寸，阶梯槽的内口尺寸小于盒体底部尺寸；在盒体内设置有垂直布置的进气管和出气管。该叠加密封式细胞培养盒，在一定程度上解决了现有培养器培养面积小，不能密封，易污染、单个培养产量小、占用空间大，但其所采用的密封方式是在盒体上口设置较宽的台面，沿台面内口开有一圈阶梯槽，通过将一盒体的底部嵌设在另一盒体的阶梯槽的台面上实现上下两盒体的密封，存在密封性差、结构不稳定的缺陷，不适用于干细胞的培养扩增。
又如已公开专利CN109251859A披露了一种细胞培养装置及其细胞盒，该细胞盒为长方体形，包括依次叠放的底盖、多个隔板和顶盖，隔板的双面均具有第一池槽和第一肋条，对叠的两个第一池槽形成一个中层腔室，而对叠的两个第一肋条紧密接触使同一层的多个中层腔室相互独立；底盖的第二池槽与隔板的第一池槽对接形成底层腔室，顶盖的第三池槽与隔板的第一池槽对接形成顶层腔室。该细胞培养装置同样存在密封性差、结构不稳定的缺陷，不适用于干细胞的培养扩增，限制了其广泛使用。
此外，上述现有公开专利CN110283725A、CN201999918U和CN109251859A培养后的细胞需要加入相应的酶进行溶解，而后反复进行吹打使培养皿上贴壁的但细胞脱落，最后对单细胞进行收集并体外培养；目前原细胞吹打大都依靠人工手动进行，工人劳动强度大，生产效率低，且存在污染风险，人工操作差异性较大以及工作时长的差异性均会导致细胞质量下降和得率不稳定。
因此，如何提供一种污染风险小、可一次培养收获大量细胞、生产稳定且可实现自动吹打的一体式贴壁细胞培养分离装置，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种污染风险小、可一次培养收获大量细胞、生产稳定且可实现自动吹打的一体式贴壁细胞培养分离装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种一体式贴壁细胞培养分离装置，包括箱体和布置于所述箱体内的细胞培养单元、按压机械手、抓取机械手、加液器、吹打机构和传送带；其中：
所述箱体包括底座和设置于所述底座上的壳体，所述壳体的左侧底部设置有下隔板、右侧顶部设置有上隔板，所述下隔板和所述上隔板将所述壳体自左至右依次分为培养腔、吹打腔和取样腔，所述培养腔和所述吹打腔的顶部平行设置有第一直线电动滑台和第二直线电动滑台；
所述细胞培养单元设置于所述培养腔内用于细胞培养，其由一底盒、一盖体以及至少一个层叠设置于所述底盒和所述盖体之间的盒体组成，所述底盒、盒体和盖体的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构，上下相邻布置的所述底盒、盒体和盖体之间通过所述密封机构卡扣连接；
所述按压机械手位于所述细胞培养单元的上方，并滑动设置于所述第一直线电动滑台上，通过所述按压机械手按压所述细胞培养单元上的各所述密封机构，以将所述盒、盒体和/或盖体之间通过所述密封机构卡扣连接或分离；
所述抓取机械手位于所述细胞培养单元的上方，并滑动设置于所述二直线电动滑台上，通过所述抓取机械手抓取经所述按压机械手分离后的所述底盒和/或盒体转移至所述吹打腔；
所述加液器位于所述细胞培养单元的上方，并滑动设置于所述第一直线电动滑台上，通过所述加液器为所述细胞培养单元提供细胞培养液；
所述吹打机构位于所述吹打腔上方，并滑动设置于所述二直线电动滑台上，通过所述吹打机构对所述吹打腔内接收的所述底盒和/或盒体内培养完成的细胞进行吹打分离；
所述传送带位于所述吹打腔和取样腔底部，用于接收所述抓取机械手抓取转移的所述底盒和/或盒体，并将经所述吹打机构分离处理后的所述底盒和/或盒体传送至所述取样腔。
进一步地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述细胞培养单元包括一底盒、一盖体以及至少一个层叠设置于所述底盒和所述盖体之间的盒体；其中：
所述盒体的相邻两转角处分别开设有进气通道和出气通道，沿所述进气通道和出气通道的边缘垂直设置有弧形围板，在所述弧形围板的上方形成连通所述盒体的培养区和所述进气通道、出气通道的侧孔；
所述盖体的相邻两转角处分别开设有上下贯通的进气管和出气管，所述进气管和出气管分别与其下方的所述进气通道和出气通道一一对应布置；
所述底盒、盒体和盖体的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构，所述密封机构的底部设置有活动的倒梯形卡扣，顶部设置有与所倒梯形卡扣相配合的卡口，上下相邻布置的所述底盒、盒体和盖体之间通过所述密封机构卡扣连接。
进一步优选地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述盒体和/或所述盖体上的每个所述密封机构包括：
一设置于所述盒体和/或所述盖体内侧壁的密封柱，所述密封柱内设有中空的容纳腔室，且所述密封柱的顶部和底部分别设置有与所述容纳腔室连通的卡口；
一垂直设置于所述容纳腔室内的T型顶杆，所述T型顶杆的上端活动套设有环形上齿柱，所述容纳腔室内壁设置有与所述上齿柱相配合的环形下齿柱，所述T型顶杆的底端设置有锥形顶尖，由所述T型顶杆、上齿柱和下齿柱构成旋转伸缩机构；和
一设置于所述容纳腔室内且位于所述锥形顶尖下方的弹性卡扣件，所述弹性卡扣件由倒L型撑开杆、倒梯形卡扣和复位弹簧组成，所述倒梯形卡扣位于所述容纳腔室的下端卡口处，且其两端分别连接所述倒L型撑开杆，所述倒L型撑开杆的上端通过复位弹簧架设在所述容纳腔室内；
其中，由所述T型顶杆、上齿柱和下齿柱构成的旋转伸缩机构驱动所述T型顶杆上升或下移，所述T型顶杆通过其下端的锥形顶尖在推动所述倒L型撑开杆和所述倒梯形卡扣下移的同时向外侧张开，以使所述倒梯形卡扣卡扣在其下方的另一所述密封柱的顶部卡口内。
进一步优选地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述T型顶杆中部固定设置有限位环，所述上齿柱设置在所述限位环上；且所述锥形顶尖的下端具有向内侧凹陷的弧面，且嵌设在两所述L型撑开杆之间。
进一步优选地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述底盒上的每个所述密封机构包括：
一设置于所述底盒内侧壁的密封柱，所述密封柱内设有中空的容纳腔室，且所述密封柱的顶部和底部分别设置有与所述容纳腔室连通的卡口；和
一垂直设置于所述容纳腔室内的T型顶杆，所述T型顶杆通过设置于所述容纳腔室底部的复位弹簧抵接在所述容纳腔室顶部的卡口处。
进一步优选地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述盖体的四周边缘位置设置有侧边框，且其顶部与所述侧边框的连接处设置有若干三角形连接件；所述盖体的顶部沿其长度方向设置有若干平行布置的加强筋，且其顶部垂直于所述加强筋方向设置有刻度线。
进一步优选地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述细胞培养单元还包括：
两一一可拆卸设置于所述进气管和出气管上的透气盖，所述透气盖的顶壁开孔，且内设置有透气膜；
若干一一设置于所述盒体和所述盖体的底部周边的密封圈；以及
若干与所述密封机构的T型顶杆相配合的压帽。
进一步地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述吹打机构包括：
一横梁，所述横梁的前后两侧端面分别设置有第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和/或第二滑轨上均滑动设置有至少一个滑块；
一设置于所述横梁一端的驱动电机，所述驱动电机的传动轴朝向布置；
一沿所述横梁的长度方向布置的传动皮带，所述传动皮带的一端连接所述驱动电机的传动轴，另一端连接所述横梁另一端的被动轮上；以及
至少一个设置于所述传动皮带上的吹打喷头，且所述吹打喷头通过连接杆与所述滑块连接；
其中，通过所述驱动电机驱动所述传动皮带进行逆时针和/或顺时针转动，同步带动所述滑块及其上的所述吹打喷头沿所述横梁的长度方向进行往复移动，以通过所述吹打喷头对其下方的所述底盒和/或盒体内培养完成的细胞进行吹打分离。
进一步优选地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述滑块为两个分别设置于所述第一滑轨和第二滑轨上；且设置于所述第一滑轨和第二滑轨上的两所述吹打喷头均位于所述横梁前侧，整体呈交叉布置。
进一步地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，所述壳体侧壁对应培养腔和取样腔位置分别设置有开关门，所述壳体侧壁对应所述吹打腔的位置设置有透明观察窗。
进一步地，在所述的一体式贴壁细胞培养分离装置上，还包括设置于所述箱体上的蠕动泵和收集袋，所述收集袋设置于所述箱体外壁的容纳盒内，所述收集袋上的软导管穿过所述箱体上的通孔经所述蠕动泵连接所述取样腔内的所述底盒和/或盒体。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)该一体式贴壁细胞培养分离装置，可通过控制器控制各个单元工作，进而可以实现贴壁细胞培养分离的自动培养和自动吹打分离，而且分离效率较高，并且不用限定分离时间，即使操作员不在也可以自动进行分离；
(2)所采用的细胞培养单元整体为由层叠设置在底盒和盖体之间的盒体构成的层状结构，适合贴壁干细胞的培养需要，确保培养过程所需的培养面积；且可通过控制盒体的叠加个数实现调整，适用于不同量的贴壁细胞培养需求，其使用灵活、方便；
(3)所采用的细胞培养单元的上下层叠布置的底盒、盒体和盖体之间通过密封机构实现快速卡扣连接，操作简单，连接密封性好、稳定性高，防污染，提高了单批次的产量，适用于工厂大规模生产用；
(4)所采用的吹打机构通过驱动电机带动其上的吹打喷头对其下方的底盒和/或盒体内培养完成的细胞进行吹打分离，且吹打的力度和时间可控，节省了实验人员的时间；
(5)该一体式贴壁细胞培养分离装置，将细胞培养单元、吹打结构集成为一个整体，结构设计新颖，操作简单方便，有效防止了细菌、病毒等的侵入；且生产一致性高，可控性强，保证了生产效率。
附图说明
图1为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置的整体结构示意图；
图2为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的结构示意图；
图3为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的底盒的俯视结构示意图；
图4为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的底盒上密封机构的剖视结构示意图；
图5为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的盒体的俯视结构示意图；
图6为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的盒体的仰视结构示意图；
图7为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的盒体上密封机构卡扣前的结构示意图；
图8为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的盒体上密封机构卡扣后的结构示意图；
图9为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置的旋转伸缩机构中上齿柱的结构示意图；
图10为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置的旋转伸缩机构中下齿柱的侧视结构示意图；
图11为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置的旋转伸缩机构中下齿柱的仰视结构示意图；
图12为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的相邻两盒体中密封结构的卡扣结构示意图；
图13为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元中A-A截面的结构示意图；
图14为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的透气盖的剖视结构示意图；
图15为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中细胞培养单元的密封圈的俯视结构示意图；
图16为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中吹打机构的结构示意图；
图17为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中吹打机构的侧视结构示意图；
图18为本发明一体式贴壁细胞培养分离装置中吹打机构的横梁的剖视结构示意图；
其中，各附图标记为：
100-箱体，101-底座，102-壳体，103-下隔板，104-上隔板，105-培养腔，106-吹打腔，107-取样腔，108-第一直线电动滑台，109-第二直线电动滑台，110-透明观察窗，111-容纳盒；210-底盒；220-盒体，221-进气通道，222-出气通道，223-弧形围板，224-侧孔；230-盖体，231-侧边框，232-三角形连接件，233-加强筋，234-刻度线，235-进气管，236-出气管，237-外螺纹；240-密封机构，241-密封柱，242-T型顶杆，243-限位环，244-锥形顶尖，245-上齿柱，246-下齿柱，247-倒L型撑开杆，248-倒梯形卡扣，249-复位弹簧；250-透气盖，251-内螺纹，252-外环孔，253-内环孔，254-透气膜；260-密封圈，261-密封垫，262-通孔；270-压帽；300-按压机械手；400-抓取机械手；500-加液器；600-吹打机构，601-横梁，602-第一滑轨，603-第二滑轨，604-驱动电机，605-传动皮带，606-滑块，607-连接杆，608-吹打喷头，609-伸缩气缸；700-传送带；800-蠕动泵；9000-收集袋，901-软导管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
请参阅图1所示，本实施例提供一种一体式贴壁细胞培养分离装置，包括箱体100和布置于所述箱体100内的细胞培养单元200、按压机械手300、抓取机械手400、加液器500、吹打机构600和传送带700；通过将细胞培养单元200、按压机械手300、抓取机械手400、加液器500、吹打机构600和传送带700集成为一个整体，结构设计新颖，操作简单方便，有效防止了细菌、病毒等的侵入；且生产一致性高，可控性强，保证了生产效率。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述箱体100包括底座101和设置于所述底座101上的壳体102，所述壳体102的左侧底部设置有下隔板103、右侧顶部设置有上隔板104，所述下隔板103和所述上隔板104将所述壳体102自左至右依次分为培养腔105、吹打腔106和取样腔107，所述培养腔105和所述吹打腔106的顶部平行设置有第一直线电动滑台108和第二直线电动滑台109。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述细胞培养单元200设置于所述培养腔105内用于细胞培养，其由一底盒210、一盖体230以及至少一个层叠设置于所述底盒210和所述盖体230之间的盒体220组成，所述底盒210、盒体220和盖体230的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构240，上下相邻布置的所述底盒210、盒体220和盖体230之间通过所述密封机构240卡扣连接。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述按压机械手300位于所述细胞培养单元200的上方，并滑动设置于所述第一直线电动滑台108上，通过所述按压机械手300按压所述细胞培养单元200上的各所述密封机构240，以将所述盒210、盒体220和/或盖体230之间通过所述密封机构240卡扣连接或分离。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述抓取机械手400位于所述细胞培养单元200的上方，并滑动设置于所述二直线电动滑台109上，通过所述抓取机械手400抓取经所述按压机械手300分离后的所述底盒210和/或盒体220转移至所述吹打腔106。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述加液器500位于所述细胞培养单元200的上方，并滑动设置于所述第一直线电动滑台108上，通过所述加液器500为所述细胞培养单元200提供细胞培养液。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述吹打机构600位于所述吹打腔106上方，并滑动设置于所述二直线电动滑台109上，通过所述吹打机构600对所述吹打腔106内接收的所述底盒210和/或盒体220内培养完成的细胞进行吹打分离。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述传送带700位于所述吹打腔106和取样腔107底部，用于接收所述抓取机械手400抓取转移的所述底盒210和/或盒体220，并将经所述吹打机构600分离处理后的所述底盒210和/或盒体220传送至所述取样腔107。
在本实施例中，请参阅图1所示，所述壳体102侧壁对应培养腔105和取样腔107位置分别设置有开关门，所述壳体102侧壁对应所述吹打腔106的位置设置有透明观察窗110。
在本实施例中，该一体式贴壁细胞培养分离装置还配设有控制器，所述控制器分别与按压机械手300、抓取机械手400、加液器500、吹打机构600和传送带700电连接，可通过控制器控制各个单元工作，进而可以实现贴壁细胞培养分离的自动培养和自动吹打分离，而且分离效率较高，并且不用限定分离时间，即使操作员不在也可以自动进行分离。
本实施例提供的一体式贴壁细胞培养分离装置，其贴壁细胞培养和收集的工作原理包括如下步骤：
(1)取密封装配的一体式贴壁细胞培养分离装置，根据密封式贴壁干细胞培养工厂的培养规格大小，通过加液器500将预配制好的贴壁细胞原液和培养悬液的混合液通过进气管235经进气通道221定量注入细胞工厂底部的底盒210和盒体220内；
(2)通过抓取机械手400将该细胞培养工厂整体向前侧或后两侧翻转放平，调整该细胞工厂两端的高低，使该竖起的细胞工厂上的刻度线234为水平状态，静止1-2min，使混合培养液通过相互连通的进气通道221和出气通道222及侧孔224分别等量的分配在底盒210和若干盒体220内；
(3)通过抓取机械手400将等量分配混合培养液后的细胞工厂向一侧倾斜，使细胞工厂具有进气通道221和出气通道222的一端朝上，使底盒210和各层盒体220内的混合培养液积聚在的底部；
(4)通过抓取机械手400将该细胞工厂向一侧翻转水平放倒，使混合培养液铺满在各层培养区内，完成等量注液操作，进行贴壁细胞培养，且通过侧孔224连通进气通道221和出气通道222，从而在各层培养区中形成一个透气通道，使贴壁细胞即使处于满液培养的环境，仍能得到充足的透气量，保证细胞的正常生长和培养；
(5)待贴壁细胞培养完成后，通过按压机械手300按压盖体230上的密封结构240取下盖体230，然后通过按压机械手300按压第一层盒体220上的密封结构240取下第一层盒体220；
(6)采用抓取机械手400沿第一直线电动滑台108将取下的第一层盒体220水平移至吹打腔106内，通过抓取机械手400倾倒出第一层盒体220内的培养废液后置于传送带700上，并采用吹打机构600对盒体220内培养完成的细胞进行吹打分离；
(7)通过传送带700将经吹打分离处理后的第一层盒体220传送至取样腔107，通过蠕动泵800将经吹打分离后的培养细胞混合液收集于收集袋900内，用于后续的离心分离处理。
(8)重复上述步骤(5)-(7)，完成各层盒体220和底盒210内贴壁细胞的吹打、收集。
在本实施例中，步骤(5)中，当取下上一层的盒体220后，需手动再装配上盖体210，并再次通过密封结构240对细胞工厂进行密封，防止对第二层盒体220培养后的细胞造成污染。
实施例2
请参阅图2所示，本实施例提供一种用于所示一体式贴壁细胞培养分离装置细胞培养单元200，该细胞培养单元200包括一底盒210、一盖体230以及至少一个层叠设置于所述底盒210和所述盖体230之间的盒体220；该细胞培养单元整体为由层叠设置在底盒210和盖体230之间的至少一个盒体220构成的层状结构，上下层叠布置的底盒210、盒体220和盖体230之间通过密封机构240可实现快速卡扣连接，密封机构240可采用螺栓或其他任何结构的固定件，以保证底盒210、盒体220和盖体230之间通过密封机构240之间具有良好的密封性。
在本实施例中，请参阅图5-6所示，所述盒体220的相邻两转角处分别开设有进气通道221和出气通道222，沿所述进气通道221和出气通道222的边缘垂直设置有弧形围板223，在所述弧形围板223的上方形成连通所述盒体220的培养区和所述进气通道221、出气通道222的侧孔224。
在本实施例中，请参阅图2所示，所述盖体230的相邻两转角处分别开设有上下贯通的进气管235和出气管236，所述进气管235和出气管236分别与其下方的所述进气通道221和出气通道222一一对应布置。
在本实施例中，请参阅图9-10所示，所述底盒210、盒体220和盖体230的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构240，所述密封机构240的底部设置有活动的倒梯形卡扣248，顶部设置有与所倒梯形卡扣248相配合的卡口，上下相邻布置的所述底盒210、盒体220和盖体230之间通过所述密封机构240卡扣连接，连接密封性好、稳定性高，大大提高了单批次的产量，适用于工厂大规模生产用。
在本实施例中，所述底盒210、盒体220和盖体230均采用透明材质一体制成，优选地，所述透明材质采用透明的玻璃纤维增强塑料；具体地为聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC和聚苯乙烯PS中的一种或几种与玻璃纤维复合材料。
实施例3
请参阅图7-9所示，与上述实施例1不同的是，本实施例还提供一种适用于该细胞培养单元的盒体220和盖体230的密封机构240。所述盒体220和/或所述盖体230上的每个所述密封机构240包括：一设置于所述盒体220和/或所述盖体230内侧壁的密封柱241，一垂直设置于所述容纳腔室内的T型顶杆242，以及一设置于所述容纳腔室内且位于所述锥形顶尖244下方的弹性卡扣件。
在本实施例中，请参阅图7所示，所述盒体220和/或盖体230上的所述密封柱241设置于所述盒体220和/或所述盖体230的内侧壁，所述密封柱241内设有中空的容纳腔室，且所述密封柱241的顶部和底部分别设置有与所述容纳腔室连通的卡口。
在本实施例中，请参阅图7所示，所述T型顶杆242垂直设置于所述容纳腔室内，所述T型顶杆242的上端活动套设有环形上齿柱245，所述容纳腔室内壁设置有与所述上齿柱245相配合的环形下齿柱246，所述T型顶杆242的底端设置有锥形顶尖244，由所述T型顶杆242、上齿柱245和下齿柱246构成旋转伸缩机构。该旋转伸缩机构为现有常规自动圆珠笔的转动出芯结构，其结构原理相同，在此不再详细赘述。所述环形上齿柱245可转动套设在T型顶杆242的上端，且环形上齿柱245和环形下齿柱246分别设有相互配合的棘轮结构，且上齿柱245和下齿柱246的啮合为不完全啮合，只有齿尖部咬合了一部分。
该转伸缩机构的工作原理如下：当上齿柱245在T型顶杆242的按压下滑出下齿柱246上的导向槽后，由于弹簧的作用，下齿柱246的齿会沿着相啮合的上齿柱245的齿的斜面滑动，这样在斜面的作用下，上齿柱245会转过一个角度，滑到齿柱246的另一无导向槽的斜面内，从而使得T型顶杆242下移至一定位移后被该旋转伸缩机构卡住；重复按压T型顶杆242，使上齿柱245继续转过一个角度，再次滑到齿柱246的下一个导向槽内，该T型顶杆242和其上的上齿柱245在复位弹簧249的作用下向上移动。
在本实施例中，请参阅图7所示，所述弹性卡扣件设置于所述容纳腔室内且位于所述锥形顶尖244的下方，所述弹性卡扣件由倒L型撑开杆247、倒梯形卡扣248和复位弹簧249组成，所述倒梯形卡扣248位于所述容纳腔室的下端卡口处，且其两端分别连接所述倒L型撑开杆247，所述倒L型撑开杆247的上端通过复位弹簧249架设在所述容纳腔室内。
在本实施例中，请参阅图8-9所示，由所述T型顶杆242、上齿柱245和下齿柱246构成的旋转伸缩机构驱动所述T型顶杆242上升或下移，所述T型顶杆242通过其下端的锥形顶尖244在推动所述倒L型撑开杆247和所述倒梯形卡扣248下移的同时向外侧张开，以使所述倒梯形卡扣248卡扣在其下方的另一所述密封柱241的顶部卡口内。
在本实施例中，请参阅图7所示，所述T型顶杆42中部固定设置有限位环243，所述上齿柱245设置在所述限位环243上。所述锥形顶尖244的下端具有向内侧凹陷的弧面，且嵌设在两所述L型撑开杆247之间，凹陷的弧面可与L型撑开杆247的内侧更贴合，保证T型顶杆242在推动弹性卡扣件向下移动的过程中，能够将其两侧的L型撑开杆247和倒梯形卡扣248向两侧撑开一定角度，从而使得倒梯形卡扣248能够卡扣在密封柱241的顶部卡口内。请参阅图9所示，当T型顶杆242上移后，弹性卡扣件上的压力撤销，L型撑开杆247和倒梯形卡扣248在其自身弹性的作用下向内侧收缩回复原型，弹性卡扣件在复位弹簧249的作用下上移缩回到密封柱241底部卡口内。
在本实施例中，请参阅图10所示，所述底盒210、盒体220和盖体230的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构240，所述密封机构240的底部设置有活动的倒梯形卡扣48，顶部设置有与所倒梯形卡扣248相配合的卡口，上下相邻布置的所述底盒210、盒体220和盖体230之间通过所述密封机构240卡扣密封连接。
实施例4
与上述实施例的基础上，请参阅图3-4所示，本实施例还提供适用于该细胞培养单元底盒210的密封机构240。制得注意的是，在本实施例中，所述底盒210的密封机构240仅仅为一个具有容纳腔室和上下卡口的密封柱241，该底盒210上的密封柱241与其上方的盒体220的密封机构240相卡扣配合连接。
在本实施例中，请参阅图3-4所示，所述底盒210上的每个所述密封机构240包括：一设置于所述底盒210内侧壁的密封柱241，所述密封柱241内设有中空的容纳腔室，且所述密封柱241的顶部和底部分别设置有与所述容纳腔室连通的卡口；和一垂直设置于所述容纳腔室内的T型顶杆242，所述T型顶杆242通过设置于所述容纳腔室底部的复位弹簧248抵接在所述容纳腔室顶部的卡口处。
实施例5
与上述实施例的基础上，请参阅图1和图11，本实施例的细胞培养单元，还包括分别可拆卸设置于所述进气管235和出气管236上的透气盖250，所述透气盖250的顶壁开孔，且内设置有透气膜254。
在本实施例中，请参阅图11所示，所述透气盖250的内壁设置有内螺纹251，该内螺纹251与设置于所述进气管235和出气管236外壁的外螺纹237相匹配，该透气盖250通过内螺纹251和外螺纹237螺纹连接在所述进气管235和出气管236上。
在本实施例中，请参阅图2和图11所示，所述透气盖250的顶壁开设有同心布置的外环孔252和内环孔253，该外环孔252和内环孔253分别体呈环形分布。且在外环孔252和内环孔253的底部设置有透气膜254，通过外环孔252、内环孔253、透气膜254、进气管235、出气管236连通细胞培养的内外侧，形成一个透气通道，从而使贴壁细胞即处于满液培养的环境，又能得到充足的透气量，保证细胞的正常生长和培养。
在本实施例中，请参阅图2所示，所述盖体230的四周边缘位置设置有侧边框231，且其顶部与所述侧边框231的连接处设置有若干三角形连接件232。所述盖体230的顶部沿其长度方向设置有若干平行布置的加强筋233，提高盖体230的稳定性。
在本实施例中，请参阅图2所示，在所述盖体230的顶部垂直于所述加强筋33方向设置有刻度线234，将该细胞培养工厂垂直放置，可通过刻度线234控制细胞培养液的添加量，同时通过连通的所述盒体220的培养区和所述进气通道221、出气通道222的侧孔224，均衡各细胞培养层的细胞培养液。
实施例6
与上述实施例的基础上，请参阅图2、图3和图12所示，本实施例的细胞培养单元，还包括分别设置于所述盒体220和所述盖体230的底部周边的密封圈260，所述密封圈260上对应所述密封机构240的位置分别设置有密封垫261，所述密封垫261上开设有与所述密封柱241的上下卡口相对应的通孔262。
实施例7
与上述实施例的基础上，请参阅图2和图9所示，在所述的细胞培养单元上，还包括与所述密封机构240的T型顶杆242相配合的压帽270。所述压帽270用于组装底盒210、盒体220和盖体230时，通过按压机械手300将该压帽270的下端压入密封柱241的卡口内对T型顶杆242施加一个向下的压力，以将该盒体220、盖体230上的密封柱241与其下方底盒210或盒体220的密封机构240相卡扣配合连接，且在组成完成后，将该压帽270直接嵌设在盖体230顶部密封机构240的卡口内。
该细胞培养单元，整体为由层叠设置在底盒210和盖体230之间的若干盒体20构成的层状结构，适合贴壁干细胞的培养需要，确保培养过程所需的培养面积；且整体层数可通过控制盒体220的叠加个数实现调整，使用灵活、方便；上下层叠布置的底盒210、盒体230和盖体220之间通过密封机构240实现快速卡扣连接，操作简单，连接密封性好、稳定性高，可有效提高单批次的产量，适用于工厂大规模生产用。
实施例8
请参阅图13所示，基于上述实施例，本实施例提供一种适用于该一体式贴壁细胞培养分离装置的吹打机构600，所述吹打机构600包括一横梁601、一设置于所述横梁601一端的驱动电机604、一沿所述横梁601的长度方向布置的传动皮带605以及至少一个设置于所述传动皮带605上的吹打喷头608。所采用的吹打机构600通过驱动电机604带动其上的吹打喷头608对其下方的底盒210和/或盒体220内培养完成的细胞进行吹打分离，且吹打的力度和时间可控，节省了实验人员的时间。
在本实施例中，请参阅图13-15所示，所述横梁601的前后两侧端面分别设置有第一滑轨602和第二滑轨603，所述第一滑轨602和/或第二滑轨603上均滑动设置有至少一个滑块606。所述驱动电机604设置于所述横梁601的一端，且所述驱动电机604的传动轴朝向布置。
在本实施例中，请参阅图13-14所示，所述传动皮带605沿所述横梁601的长度方向布置，所述传动皮带605的一端连接所述驱动电机604的传动轴，另一端连接所述横梁601另一端的被动轮上；至少一个吹打喷头608设置于所述传动皮带605上，且所述吹打喷头608通过连接杆607与所述滑块606连接。
在本实施例中，如图13-14所示，所述滑块606为两个分别设置于所述第一滑轨602和第二滑轨603上；且设置于所述第一滑轨602和第二滑轨603上的两所述吹打喷头608均位于所述横梁601前侧，整体呈交叉布置。
在本实施例中，该吹打机构600的工作原理为：通过所述驱动电机604驱动所述传动皮带605进行逆时针和/或顺时针转动，同步带动所述滑块606及其上的所述吹打喷头608沿所述横梁601的长度方向进行往复移动，以通过所述吹打喷头608对其下方的所述底盒210和/或盒体220内培养完成的细胞进行吹打分离。
实施例9
请继续参阅图1所示，基于上述实施例，本实施例提供一种适用于该一体式贴壁细胞培养分离装置的细胞自动收集机构，该细胞自动收集机构主要由蠕动泵800和收集袋900构成，用于将经吹打分离后的培养细胞混合液收集于收集袋900内，用于后续的离心分离处理。
请继续参阅图1所示，该细胞自动收集机构包括设置于所述箱体100上的蠕动泵800和收集袋900，所述蠕动泵800设置于所述取样腔107内，所述收集袋900设置于所述箱体100外壁的容纳盒111内，所述收集袋900上的软导管901穿过所述箱体100上的通孔经所述蠕动泵800连接所述取样腔107内的所述底盒210和/或盒体220，通过软导管901和蠕动泵800将所述底盒210和/或盒体220内所培养的细胞抽吸至收集袋800内，以备后续离心分离处理。整个收集转移过程在箱体100内进行，且所采用的收集袋900和软导管901均为一次性收集袋，操作简单方便，有效防止了细菌、病毒等的侵入。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，包括箱体(100)和布置于所述箱体(100)内的细胞培养单元(200)、按压机械手(300)、抓取机械手(400)、加液器(500)、吹打机构(600)和传送带(700)；其中：
所述箱体(100)包括底座(101)和设置于所述底座(101)上的壳体(102)，所述壳体(102)的左侧底部设置有下隔板(103)、右侧顶部设置有上隔板(104)，所述下隔板(103)和所述上隔板(104)将所述壳体(102)自左至右依次分为培养腔(105)、吹打腔(106)和取样腔(107)，所述培养腔(105)和所述吹打腔(106)的顶部平行设置有第一直线电动滑台(108)和第二直线电动滑台(109)；
所述细胞培养单元(200)设置于所述培养腔(105)内用于细胞培养，其由一底盒(210)、一盖体(230)以及至少一个层叠设置于所述底盒(210)和所述盖体(230)之间的盒体(220)组成，所述底盒(210)、盒体(220)和盖体(230)的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构(240)，上下相邻布置的所述底盒(210)、盒体(220)和盖体(230)之间通过所述密封机构(240)卡扣连接；
所述按压机械手(300)位于所述细胞培养单元(200)的上方，并滑动设置于所述第一直线电动滑台(108)上，通过所述按压机械手(300)按压所述细胞培养单元(200)上的各所述密封机构(240)，以将所述盒(210)、盒体(220)和/或盖体(230)之间通过所述密封机构(240)卡扣连接或分离；
所述抓取机械手(400)位于所述细胞培养单元(200)的上方，并滑动设置于所述二直线电动滑台(109)上，通过所述抓取机械手(400)抓取经所述按压机械手(300分离后的所述底盒(210)和/或盒体(220)转移至所述吹打腔(106)；
所述加液器(500)位于所述细胞培养单元(200)的上方，并滑动设置于所述第一直线电动滑台(108)上，通过所述加液器(500)为所述细胞培养单元(200)提供细胞培养液；
所述吹打机构(600)位于所述吹打腔(106)上方，并滑动设置于所述二直线电动滑台(109)上，通过所述吹打机构(600)对所述吹打腔(106)内接收的所述底盒(210)和/或盒体(220)内培养完成的细胞进行吹打分离；
所述传送带(700)位于所述吹打腔(106)和取样腔(107)底部，用于接收所述抓取机械手(400)抓取转移的所述底盒(210)和/或盒体(220)，并将经所述吹打机构(600)分离处理后的所述底盒(210)和/或盒体(220)传送至所述取样腔(107)。
2.根据权利要求1所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述细胞培养单元(200)包括一底盒(210)、一盖体(230)以及至少一个层叠设置于所述底盒(210)和所述盖体(230)之间的盒体(220)；其中：
所述盒体(220)的相邻两转角处分别开设有进气通道(221)和出气通道(222)，沿所述进气通道(221)和出气通道(222)的边缘垂直设置有弧形围板(223)，在所述弧形围板(223)的上方形成连通所述盒体(220)的培养区和所述进气通道(221)、出气通道(222)的侧孔(224)；
所述盖体(230)的相邻两转角处分别开设有上下贯通的进气管(235)和出气管(236)，所述进气管(235)和出气管(236)分别与其下方的所述进气通道(221)和出气通道(222)一一对应布置；
所述底盒(210)、盒体(220)和盖体(230)的内侧壁分别设置有若干上下对应的密封机构(240)，所述密封机构(240)的底部设置有活动的倒梯形卡扣(248)，顶部设置有与所倒梯形卡扣(248)相配合的卡口，上下相邻布置的所述底盒(210)、盒体(220)和盖体(230)之间通过所述密封机构(240)卡扣连接。
3.根据权利要求2所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述盒体(220)和/或所述盖体(230)上的每个所述密封机构(240)包括：
一设置于所述盒体(220)和/或所述盖体(230)内侧壁的密封柱(241)，所述密封柱(241)内设有中空的容纳腔室，且所述密封柱(241)的顶部和底部分别设置有与所述容纳腔室连通的卡口；
一垂直设置于所述容纳腔室内的T型顶杆(242)，所述T型顶杆(242)的上端活动套设有环形上齿柱(245)，所述容纳腔室内壁设置有与所述上齿柱(245)相配合的环形下齿柱(246)，所述T型顶杆(242)的底端设置有锥形顶尖(244)，由所述T型顶杆(242)、上齿柱(245)和下齿柱(246)构成旋转伸缩机构；和
一设置于所述容纳腔室内且位于所述锥形顶尖(244)下方的弹性卡扣件，所述弹性卡扣件由倒L型撑开杆(247)、倒梯形卡扣(248)和复位弹簧(249)组成，所述倒梯形卡扣(248)位于所述容纳腔室的下端卡口处，且其两端分别连接所述倒L型撑开杆(247)，所述倒L型撑开杆(247)的上端通过复位弹簧(249)架设在所述容纳腔室内；
其中，由所述T型顶杆(242)、上齿柱(245)和下齿柱(246)构成的旋转伸缩机构驱动所述T型顶杆(242)上升或下移，所述T型顶杆(242)通过其下端的锥形顶尖(244)在推动所述倒L型撑开杆(247)和所述倒梯形卡扣(248)下移的同时向外侧张开，以使所述倒梯形卡扣(248)卡扣在其下方的另一所述密封柱(241)的顶部卡口内。
4.根据权利要求3所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述T型顶杆(242)中部固定设置有限位环(243)，所述上齿柱(245)设置在所述限位环(243)上；且所述锥形顶尖(244)的下端具有向内侧凹陷的弧面，且嵌设在两所述L型撑开杆(247)之间。
5.根据权利要求3所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述底盒(210)上的每个所述密封机构(240)包括：
一设置于所述底盒(210)内侧壁的密封柱(241)，所述密封柱(241)内设有中空的容纳腔室，且所述密封柱(241)的顶部和底部分别设置有与所述容纳腔室连通的卡口；和
一垂直设置于所述容纳腔室内的T型顶杆(242)，所述T型顶杆(242)通过设置于所述容纳腔室底部的复位弹簧(248)抵接在所述容纳腔室顶部的卡口处。
6.根据权利要求2所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述盖体(230)的四周边缘位置设置有侧边框(231)，且其顶部与所述侧边框(231)的连接处设置有若干三角形连接件(232)；所述盖体(230)的顶部沿其长度方向设置有若干平行布置的加强筋(233)，且其顶部垂直于所述加强筋(233)方向设置有刻度线(234)。
7.根据权利要求2所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述细胞培养单元(200)还包括：
两一一可拆卸设置于所述进气管(235)和出气管(236)上的透气盖(250)，所述透气盖(250)的顶壁开孔，且内设置有透气膜(254)；
若干一一设置于所述盒体(220)和所述盖体(230)的底部周边的密封圈(260)；以及
若干与所述密封机构(240)的T型顶杆(242)相配合的压帽(270)。
8.根据权利要求1所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述吹打机构(600)包括：
一横梁(601)，所述横梁(601)的前后两侧端面分别设置有第一滑轨(602)和第二滑轨(603)，所述第一滑轨(602)和/或第二滑轨(603)上均滑动设置有至少一个滑块(606)；
一设置于所述横梁(601)一端的驱动电机(604)，所述驱动电机(604)的传动轴朝向布置；
一沿所述横梁(601)的长度方向布置的传动皮带(605)，所述传动皮带(605)的一端连接所述驱动电机(604)的传动轴，另一端连接所述横梁(601)另一端的被动轮上；以及
至少一个设置于所述传动皮带(605)上的吹打喷头(608)，且所述吹打喷头(608)通过连接杆(607)与所述滑块(606)连接；
其中，通过所述驱动电机(604)驱动所述传动皮带(605)进行逆时针和/或顺时针转动，同步带动所述滑块(606)及其上的所述吹打喷头(608)沿所述横梁(601)的长度方向进行往复移动，以通过所述吹打喷头(608)对其下方的所述底盒(210)和/或盒体(220)内培养完成的细胞进行吹打分离。
9.根据权利要求8所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，所述滑块(606)为两个分别设置于所述第一滑轨(602)和第二滑轨(603)上；且设置于所述第一滑轨(602)和第二滑轨(603)上的两所述吹打喷头(608)均位于所述横梁(601)前侧，整体呈交叉布置。
10.根据权利要求1所述的一体式贴壁细胞培养分离装置，其特征在于，还包括设置于所述箱体(100)上的蠕动泵(800)和收集袋(900)，所述收集袋(900)设置于所述箱体(100)外壁的容纳盒(111)内，所述收集袋(900)上的软导管(901)穿过所述箱体(100)上的通孔经所述蠕动泵(800)连接所述取样腔(107)内的所述底盒(210)和/或盒体(220)。
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