CN113150968A - 一种环境自调节的细胞培养设备及其方法 - Google Patents

一种环境自调节的细胞培养设备及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环境自调节的细胞培养设备及其方法，涉及医疗领域。该环境自调节的细胞培养设备，包括箱体，所述箱体前壁转动连接有箱门，所述箱门内壁设置有观察窗，所述箱门外壁固定连接有把手，所述箱体上表面固定连接有控制器，所述箱体下表面固定连接有底脚，所述箱体内侧设置有保温层，所述箱体内侧壁滑动连接有台板，所述箱体内侧壁固定连接有直线导轨，所述台板侧壁固定连接有滑槽，本发明，设置的进液组件和废液吸取组件，可以对培养皿内的培养液进行更新，设置的调节器及废气排放组件，可以对箱体内部气体浓度进行调节，设置的传感器组件可以探测到箱体内部的气体浓度和培养皿中的培养液酸碱度是否适宜，设置的升降组件方便取出进行检查。

Description

一种环境自调节的细胞培养设备及其方法
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体为一种环境自调节的细胞培养设备及其方法。
背景技术
细胞培养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。
现有的细胞培养技术一般由人工进行控制器培养环境，非常麻烦，后人们发明了可以自我调控的培养设备，但是目前市面上以有的自我调控环境的培养设备其培养液的废液仍继续使用，会导致细胞活性受损，进一步会导致培养失败，且现有的设备都是封闭式的，无法在培养中途，取出培养皿检查细胞变化。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种环境自调节的细胞培养设备及其方法，解决了现有技术人工调控比较麻烦的问题，以及现有的能自动调控的设备循环使用培养液导致培养失败的问题，以及现有技术无法在培养中途对细胞进行检查的问题。
(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：一种环境自调节的细胞培养设备，包括箱体，所述箱体前壁转动连接有箱门，所述箱门内壁设置有观察窗，所述箱门外壁固定连接有把手，所述箱体上表面固定连接有控制器，所述箱体下表面固定连接有底脚，所述箱体内侧设置有保温层，所述箱体内侧壁滑动连接有台板，所述箱体内侧壁固定连接有直线导轨，所述台板侧壁固定连接有滑槽，所述滑槽与直线导轨滑动连接，所述台板通过直线导轨、滑槽与箱体滑动连接，所述台板上表面固定连接有培养皿，所述箱体上表面远离控制器的一侧固定连接有进液组件，所述箱体上表面且位于控制器和进液组件之间固定连接有气体浓度调节组件，所述箱体左侧壁固定连接有废液吸取组件，所述箱体右侧壁固定连接有废气排放组件，所述箱体后壁固定连接有温控组件，所述箱体内侧固定连接有传感器组件，所述箱门与台板之间转动连接有升降组件。
优选的，所述进液组件包括进液泵、存液罐，所述进液泵固定连接在箱体上表面，所述存液罐螺纹连接在进液泵上表面，所述存液罐外壁设置有存液检查窗，所述进液泵于箱体之间固定连接有进液管，所述进液管外壁贯穿箱体侧壁，所述进液组件与控制器电连接。
优选的，所述气体浓度调节组件包括氧气管道、二氧化碳管道、氮气管道、调节器，所述调节器固定连接在箱体上壁，所述氧气管道、二氧化碳管道、氮气管道均固定连接在调节器上表面，所述气体浓度调节组件与控制器电连接。
优选的，所述废液吸取组件包括吸废液泵、废液罐，所述吸废液泵固定连接在箱体左侧壁，所述废液罐螺纹连接在吸废液泵下表面，所述废液罐外壁设置有废液检查窗，所述吸废液泵与箱体之间固定连接有废液吸取管，所述废液吸取管外壁贯穿箱体侧壁，所述废液吸取组件与控制器电连接。
优选的，所述废气排放组件包括排气阀、消音器，所述排气阀固定连接在箱体右侧壁，所述消音器固定连接在排气阀远离箱体的一侧，所述废气排放组件与控制器电连接。
优选的，所述温控组件包括加热箱、加热网，所述加热箱固定连接在箱体后壁，所述加热网固定连接在箱体内侧后壁，所述温控组件与控制器电连接。
优选的，所述传感器组件包括传感器支架、液体传感器、气体浓度传感器，所述传感器支架固定连接在箱体内侧壁，所述液体传感器固定连接在传感器支架远离箱体的一端内壁，所述气体浓度传感器固定连接在箱体内侧上壁，所述传感器组件与控制器电连接。
优选的，所述升降组件包括旋转底座、固定底座、定位销，所述旋转底座转动连接在台板下表面，所述固定底座固定连接在箱门远离把手的一侧，所述定位销固定连接在箱体内侧下壁，所述旋转底座远离台板的一端转动连接有第一关节，所述第一关节远离旋转底座的一端螺纹连接有调节套，所述调节套远离第一关节的一端螺纹连接有第二关节，所述固定底座远离箱门的一端转动连接有第三关节，所述第三关节远离固定底座的一端与第二关节远离调节套的一端转动连接，所述第三关节内壁设置有长槽，所述定位销外壁与长槽内侧滑动连接。
一种环境自调节的细胞培养设备的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
S1、将调制好的无菌培养液加入到存液罐中，将制备好细胞的培养皿放在台板上表面，调节升降组件的调节套，合上箱门，通过观察窗检查台板升起的高度，确认进液管、废液吸取管、液体传感器是否正确导入培养皿；
S2、通过控制器设定内部温度、气体浓度、液体酸碱度等参数，通过进液泵向培养皿注入培养液，开始培养；
S3、当液体传感器检测到培养液参数不合格时，通过吸废液泵缓慢吸取废的培养液到废液罐，同步通过进液泵补充新鲜的培养液进培养皿；
S4、当气体浓度传感器，检测到内部气体浓度不合格时，通过调节器，向箱体内部补充调节后的气体，并通过排气阀排出废气；
S5、当需要检查细胞培养情况时，拉开箱门，通过升降组件，在拉开箱门的同时，台板带动培养皿向下运动，脱离进液管、废液吸取管、液体传感器，取走培养皿去做检查，检查完毕放回台板，合上箱门继续培养。
(三)有益效果
本发明提供了一种环境自调节的细胞培养设备及其方法。具备以下有益效果：
1、设置的进液组件和废液吸取组件，可以对培养皿内的培养液进行更新。
2、设置的调节器及废气排放组件，可以对箱体内部气体浓度进行调节。
3、设置的传感器组件可以探测到箱体内部的气体浓度和培养皿中的培养液酸碱度是否适宜。
4、设置的升降组件，在打开箱门时即可将培养皿带动向下运动，方便取出进行检查。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体结构侧视图；
图3为本发明整体结构箱门打开状态示意图；
图4为本发明第三关节结构示意图；
图5为本发明第一关节结构示意图；
图6为本发明第二关节结构示意图；
图7为本发明直线导轨结构示意图；
图8为本发明滑槽结构示意图。
其中，1、箱体；2、箱门；3、把手；4、观察窗；5、底脚；6、进液泵；7、存液罐；8、存液检查窗；9、进液管；10、氧气管道；11、二氧化碳管道；12、氮气管道；13、控制器；14、吸废液泵；15、废液罐；16、废液检查窗；17、废液吸取管；18、排气阀；19、消音器；20、加热箱；21、台板；22、培养皿；23、传感器支架；24、液体传感器；25、旋转底座；26、第一关节；27、调节套；28、第二关节；29、气体浓度传感器；30、定位销；31、第三关节；32、固定底座；33、直线导轨；34、滑槽；35、保温层；36、加热网；37、长槽；38、调节器。
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。
实施例：
如图1-8所示，本发明实施例提供一种环境自调节的细胞培养设备，包括箱体1，箱体1前壁转动连接有箱门2，箱门2内壁设置有观察窗4，箱门2外壁固定连接有把手3，箱体1上表面固定连接有控制器13，箱体1下表面固定连接有底脚5，箱体1内侧设置有保温层35，箱体1内侧壁滑动连接有台板21，箱体1内侧壁固定连接有直线导轨33，台板21侧壁固定连接有滑槽34，滑槽34与直线导轨33滑动连接，台板21通过直线导轨33、滑槽34与箱体1滑动连接，台板21上表面固定连接有培养皿22，箱体1上表面远离控制器13的一侧固定连接有进液组件，箱体1上表面且位于控制器13和进液组件之间固定连接有气体浓度调节组件，箱体1左侧壁固定连接有废液吸取组件，箱体1右侧壁固定连接有废气排放组件，箱体1后壁固定连接有温控组件，箱体1内侧固定连接有传感器组件，箱门2与台板21之间转动连接有升降组件。
进液组件包括进液泵6、存液罐7，进液泵6固定连接在箱体1上表面，存液罐7螺纹连接在进液泵6上表面，存液罐7外壁设置有存液检查窗8，进液泵6于箱体1之间固定连接有进液管9，进液管9外壁贯穿箱体1侧壁，进液组件与控制器13电连接，通过进液组件向培养皿22内注入新鲜的培养液。
气体浓度调节组件包括氧气管道10、二氧化碳管道11、氮气管道12、调节器38，调节器38固定连接在箱体1上壁，氧气管道10、二氧化碳管道11、氮气管道12均固定连接在调节器38上表面，气体浓度调节组件与控制器13电连接，通过调节器38调节各组气体后注入箱体1内部，调节内部的气体浓度。
废液吸取组件包括吸废液泵14、废液罐15，吸废液泵14固定连接在箱体1左侧壁，废液罐15螺纹连接在吸废液泵14下表面，废液罐15外壁设置有废液检查窗16，吸废液泵14与箱体1之间固定连接有废液吸取管17，废液吸取管17外壁贯穿箱体1侧壁，废液吸取组件与控制器13电连接，当需要更换培养液时，通过废液吸取组件将废液吸走。
废气排放组件包括排气阀18、消音器19，排气阀18固定连接在箱体1右侧壁，消音器19固定连接在排气阀18远离箱体1的一侧，废气排放组件与控制器13电连接，调节内部气体浓度时，通过废气排放组件排放多余的气体。
温控组件包括加热箱20、加热网36，加热箱20固定连接在箱体1后壁，加热网36固定连接在箱体1内侧后壁，温控组件与控制器13电连接，通过温控组件调节箱体1内部温度到适合细胞培养的温度。
传感器组件包括传感器支架23、液体传感器24、气体浓度传感器29，传感器支架23固定连接在箱体1内侧壁，液体传感器24固定连接在传感器支架23远离箱体1的一端内壁，气体浓度传感器29固定连接在箱体1内侧上壁，传感器组件与控制器13电连接。
升降组件包括旋转底座25、固定底座32、定位销30，旋转底座25转动连接在台板21下表面，固定底座32固定连接在箱门2远离把手3的一侧，定位销30固定连接在箱体1内侧下壁，旋转底座25远离台板21的一端转动连接有第一关节26，第一关节26远离旋转底座25的一端螺纹连接有调节套27，调节套27远离第一关节26的一端螺纹连接有第二关节28，固定底座32远离箱门2的一端转动连接有第三关节31，第三关节31远离固定底座32的一端与第二关节28远离调节套27的一端转动连接，第三关节31内壁设置有长槽37，定位销30外壁与长槽37内侧滑动连接，通过设置的升降组件，可以在拉开箱门2时，带动台板21降低，合上箱门2时，带动台板21上升，以方便取放培养皿22。
一种环境自调节的细胞培养设备的使用方法，使用方法包括以下步骤：
S1、将调制好的无菌培养液加入到存液罐7中，将制备好细胞的培养皿22放在台板21上表面，调节升降组件的调节套27，合上箱门2，通过观察窗4检查台板21升起的高度，确认进液管9、废液吸取管17、液体传感器24是否正确导入培养皿22；
S2、通过控制器13设定内部温度、气体浓度、液体酸碱度等参数，通过进液泵6向培养皿22注入培养液，开始培养；
S3、当液体传感器24检测到培养液参数不合格时，通过吸废液泵14缓慢吸取废的培养液到废液罐15，同步通过进液泵6补充新鲜的培养液进培养皿22；
S4、当气体浓度传感器29，检测到内部气体浓度不合格时，通过调节器38，向箱体1内部补充调节后的气体，并通过排气阀18排出废气；
S5、当需要检查细胞培养情况时，拉开箱门2，通过升降组件，在拉开箱门2的同时，台板21带动培养皿22向下运动，脱离进液管9、废液吸取管17、液体传感器24，取走培养皿22去做检查，检查完毕放回台板21，合上箱门2继续培养。
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“包括一个引用结构”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 (9)

1.一种环境自调节的细胞培养设备，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)前壁转动连接有箱门(2)，所述箱门(2)内壁设置有观察窗(4)，所述箱门(2)外壁固定连接有把手(3)，所述箱体(1)上表面固定连接有控制器(13)，所述箱体(1)下表面固定连接有底脚(5)，所述箱体(1)内侧设置有保温层(35)，所述箱体(1)内侧壁滑动连接有台板(21)，所述箱体(1)内侧壁固定连接有直线导轨(33)，所述台板(21)侧壁固定连接有滑槽(34)，所述滑槽(34)与直线导轨(33)滑动连接，所述台板(21)通过直线导轨(33)、滑槽(34)与箱体(1)滑动连接，所述台板(21)上表面固定连接有培养皿(22)，所述箱体(1)上表面远离控制器(13)的一侧固定连接有进液组件，所述箱体(1)上表面且位于控制器(13)和进液组件之间固定连接有气体浓度调节组件，所述箱体(1)左侧壁固定连接有废液吸取组件，所述箱体(1)右侧壁固定连接有废气排放组件，所述箱体(1)后壁固定连接有温控组件，所述箱体(1)内侧固定连接有传感器组件，所述箱门(2)与台板(21)之间转动连接有升降组件。
2.根据权利要求1所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述进液组件包括进液泵(6)、存液罐(7)，所述进液泵(6)固定连接在箱体(1)上表面，所述存液罐(7)螺纹连接在进液泵(6)上表面，所述存液罐(7)外壁设置有存液检查窗(8)，所述进液泵(6)于箱体(1)之间固定连接有进液管(9)，所述进液管(9)外壁贯穿箱体(1)侧壁，所述进液组件与控制器(13)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述气体浓度调节组件包括氧气管道(10)、二氧化碳管道(11)、氮气管道(12)、调节器(38)，所述调节器(38)固定连接在箱体(1)上壁，所述氧气管道(10)、二氧化碳管道(11)、氮气管道(12)均固定连接在调节器(38)上表面，所述气体浓度调节组件与控制器(13)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述废液吸取组件包括吸废液泵(14)、废液罐(15)，所述吸废液泵(14)固定连接在箱体(1)左侧壁，所述废液罐(15)螺纹连接在吸废液泵(14)下表面，所述废液罐(15)外壁设置有废液检查窗(16)，所述吸废液泵(14)与箱体(1)之间固定连接有废液吸取管(17)，所述废液吸取管(17)外壁贯穿箱体(1)侧壁，所述废液吸取组件与控制器(13)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述废气排放组件包括排气阀(18)、消音器(19)，所述排气阀(18)固定连接在箱体(1)右侧壁，所述消音器(19)固定连接在排气阀(18)远离箱体(1)的一侧，所述废气排放组件与控制器(13)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述温控组件包括加热箱(20)、加热网(36)，所述加热箱(20)固定连接在箱体(1)后壁，所述加热网(36)固定连接在箱体(1)内侧后壁，所述温控组件与控制器(13)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述传感器组件包括传感器支架(23)、液体传感器(24)、气体浓度传感器(29)，所述传感器支架(23)固定连接在箱体(1)内侧壁，所述液体传感器(24)固定连接在传感器支架(23)远离箱体(1)的一端内壁，所述气体浓度传感器(29)固定连接在箱体(1)内侧上壁，所述传感器组件与控制器(13)电连接。
8.根据权利要求7所述的一种环境自调节的细胞培养设备，其特征在于：所述升降组件包括旋转底座(25)、固定底座(32)、定位销(30)，所述旋转底座(25)转动连接在台板(21)下表面，所述固定底座(32)固定连接在箱门(2)远离把手(3)的一侧，所述定位销(30)固定连接在箱体(1)内侧下壁，所述旋转底座(25)远离台板(21)的一端转动连接有第一关节(26)，所述第一关节(26)远离旋转底座(25)的一端螺纹连接有调节套(27)，所述调节套(27)远离第一关节(26)的一端螺纹连接有第二关节(28)，所述固定底座(32)远离箱门(2)的一端转动连接有第三关节(31)，所述第三关节(31)远离固定底座(32)的一端与第二关节(28)远离调节套(27)的一端转动连接，所述第三关节(31)内壁设置有长槽(37)，所述定位销(30)外壁与长槽(37)内侧滑动连接。
9.一种环境自调节的细胞培养设备的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：
S1、将调制好的无菌培养液加入到存液罐(7)中，将制备好细胞的培养皿(22)放在台板(21)上表面，调节升降组件的调节套(27)，合上箱门(2)，通过观察窗(4)检查台板(21)升起的高度，确认进液管(9)、废液吸取管(17)、液体传感器(24)是否正确导入培养皿(22)；
S2、通过控制器(13)设定内部温度、气体浓度、液体酸碱度等参数，通过进液泵(6)向培养皿(22)注入培养液，开始培养；
S3、当液体传感器(24)检测到培养液参数不合格时，通过吸废液泵(14)缓慢吸取废的培养液到废液罐(15)，同步通过进液泵(6)补充新鲜的培养液进培养皿(22)；
S4、当气体浓度传感器(29)，检测到内部气体浓度不合格时，通过调节器(38)，向箱体(1)内部补充调节后的气体，并通过排气阀(18)排出废气；
S5、当需要检查细胞培养情况时，拉开箱门(2)，通过升降组件，在拉开箱门(2)的同时，台板(21)带动培养皿(22)向下运动，脱离进液管(9)、废液吸取管(17)、液体传感器(24)，取走培养皿(22)去做检查，检查完毕放回台板(21)，合上箱门(2)继续培养。
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