CN113817607B - 一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及细胞培养领域，尤其涉及一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱，包括有培养箱、抽拉机构、集水机构、废液收集框等；培养箱上部设有抽拉机构，培养箱内部设有集水机构，培养箱下部固定连接有废液收集框。通过设备内部零件的配合，随着第一集水框内水位的下降，空心塞会打开并使第一集水框内的水排尽，随后空心塞会关闭，第二集水框内的水会自动地加入至第一集水框内，达到了可以自动地更换细胞培养所需的水的效果。

Description

一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱

技术领域

本发明涉及细胞培养领域，尤其涉及一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱。

背景技术

通过细胞培养既可以获得大量的细胞，又可以借此研究细胞的相关特性，细胞培养通常需要用到培养皿，细胞培养的条件是：无菌环境、合适的温度、适宜的渗透压、充足的营养等，细胞培养技术是细胞生物学研究方法中重要和常用的技术，因此细胞培养技术被广泛应用于生物学与医学领域。

有时需要培养的细胞较多，因此需要使用细胞培养箱进行细胞培养，传统的细胞培养箱通常设置为多层，以达到了培养大量细胞的目的，但是传统的细胞培养箱在实际使用时还存在着诸多问题，传统的细胞培养箱在取放培养皿的过程中，箱内适合细胞生存的气体浓度、湿度、温度等条件容易被影响，而且当水箱中水量不足时，还需打开箱门进行补水，增大了培养箱内的细胞被污染的几率，同时传统的细胞培养箱需要人手动更换培养液，易导致细胞培养的效率低。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提出一种可以有效地避免培养箱内部的环境受到其外部其它因素的影响、可以自动地更换细胞培养所需的水、能够自动地为培养皿更换培养液的可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱，以解决上述背景技术中提出的传统的细胞培养箱易受到其外部其它因素的影响、无法自动地更换细胞培养所需的水、不能自动地为培养皿更换培养液的问题。

本发明的技术方案是：一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱，包括有培养箱、抽拉机构、集水机构和废液收集框，其特征在于，抽拉机构包括有培养皿和滤网：

抽拉机构，培养箱上部设有抽拉机构；

集水机构，培养箱内部设有集水机构，集水机构用于储存水，集水机构起为细胞的生长繁殖提供适宜的条件的作用；

废液收集框，培养箱下部固定连接有废液收集框，废液收集框用于收集废水与废弃培养液；

培养皿，培养箱上部滑动式连接有培养皿，培养皿用于培养细胞；

滤网，培养皿内部固定连接有滤网。

进一步，集水机构包括有第一集水框和空心塞，培养箱内壁下部固定安装有第一集水框，第一集水框与废液收集框固定连接，第一集水框内底部对称滑动式连接有空心塞。

进一步，还包括有加水机构，加水机构设于培养箱上，加水机构包括有第二集水框、抽拉盖、第一固定杆、第一浮板、第二浮板、第二固定杆、第一固定板、转动轴、转动架、扭力弹簧、齿轮和单齿齿条，培养箱上部固定连接有第二集水框，第二集水框上部滑动式连接有抽拉盖，第一集水框内底部固定焊接有第一固定杆，第一固定杆上部滑动式连接有第一浮板，第一固定杆上部滑动式连接有第二浮板，第二浮板与第一浮板接触，第二浮板顶部对称固定连接有第二固定杆，第二固定杆与第二集水框滑动式连接，第一集水框内底部固定焊接有一对第一固定板，两第一固定板之间共同转动式连接有转动轴，转动轴与第一集水框转动式连接，转动轴上对称固定连接有转动架，转动架与第一集水框之间连接有扭力弹簧，转动轴上对称固定连接有齿轮，第一浮板上对称固定连接有单齿齿条，单齿齿条与齿轮接触。

进一步，还包括有放水机构，放水机构设于第一集水框上，放水机构包括有第三固定杆、第四固定杆和滑动条，转动架上固定连接有第三固定杆，第一集水框内底部固定焊接有一对第四固定杆，第四固定杆上滑动式连接有滑动条，滑动条与第三固定杆接触，滑动条与空心塞固接。

进一步，还包括有第一培养液更换机构，第一培养液更换机构设于第一集水框上，第一培养液更换机构包括有转动条、第二固定板、第一滑动架、第一复位弹簧、固定条和T形管，转动轴上固定连接有转动条，第一集水框内底部固定焊接有第二固定板，第二固定板上滑动式连接有第一滑动架，第一滑动架与转动条接触，第一滑动架与第二固定板之间连接有第一复位弹簧，两空心塞之间共同滑动式连接有T形管，T形管与空心塞连通，T形管与第一滑动架滑动式连接，T形管顶端与培养皿外底部接触，T形管上固定连接有固定条，固定条与培养皿接触。

进一步，还包括有第二培养液更换机构，第二培养液更换机构设于培养皿上，第二培养液更换机构包括有压力传感器、第五固定杆、浮块、培养液筒、盖子、电动推杆和第二滑动架，培养皿内底部固定安装有压力传感器，培养皿内底部对称固定连接有第五固定杆，两第五固定杆上共同滑动式连接有浮块，培养箱外顶部固定连接有培养液筒，培养液筒上放置有盖子，培养液筒外壁一侧固定安装有电动推杆，电动推杆一端固定连接有第二滑动架，第二滑动架与培养箱滑动式连接。

进一步，还包括有培养环境保护机构，培养环境保护机构设于培养箱上，培养环境保护机构包括有第三滑动架、第三固定板和第二复位弹簧，培养箱上对称滑动式连接有第三滑动架，第三滑动架上对称固定连接有第三固定板，第三固定板与培养箱滑动式配合，第三滑动架和第三固定板均与培养皿接触，第三滑动架与培养箱之间连接有第二复位弹簧。

有益效果为：

由于培养箱始终处于封闭的状态，且第一集水框内部的水可以为培养皿中细胞的生长提供适宜的湿度与氧气，有利于培养细胞，实现了可以有效地避免培养箱内部的环境受到其外部其它因素的影响的目的。

通过设备内部零件的配合，随着第一集水框内水位的下降，空心塞会打开并使第一集水框内的水排尽，随后空心塞会关闭，第二集水框内的水会自动地加入至第一集水框内，达到了可以自动地更换细胞培养所需的水的效果。

通过第二滑动架及其上装置的配合，培养皿内部的培养液可以排至废液收集框，随后第二滑动架会打开并使培养液筒内的培养液添加至培养皿内部，提高了细胞培养的效率，以实现能够自动地为培养皿更换培养液的目的。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明第二培养液更换机构的部分剖视立体结构示意图。

图3为本发明抽拉机构与集水机构的剖视立体结构示意图。

图4为本发明A的放大立体结构示意图。

图5为本发明加水机构的部分剖视立体结构示意图。

图6为本发明放水机构的部分剖视立体结构示意图。

图7为本发明的部分剖视立体结构示意图。

图8为本发明培养环境保护机构的剖视立体结构示意图。

图中零部件名称及序号：1_培养箱，2_抽拉机构，21_培养皿，22_滤网，3_集水机构，31_第一集水框，32_空心塞，4_废液收集框，5_加水机构，51_第二集水框，52_抽拉盖，53_第一固定杆，54_第一浮板，55_第二浮板，56_第二固定杆，57_第一固定板，58_转动轴，59_转动架，511_扭力弹簧，512_齿轮，513_单齿齿条，6_放水机构，61_第三固定杆，62_第四固定杆，63_滑动条，7_第一培养液更换机构，71_转动条，72_第二固定板，73_第一滑动架，74_第一复位弹簧，75_固定条，76_T形管，8_第二培养液更换机构，81_压力传感器，82_第五固定杆，83_浮块，84_培养液筒，85_盖子，86_电动推杆，87_第二滑动架，9_培养环境保护机构，91_第三滑动架，92_第三固定板，93_第二复位弹簧。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

实施例1

一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱，如图1-3所示，包括有培养箱1、抽拉机构2、集水机构3和废液收集框4，培养箱1上部设有抽拉机构2，培养箱1内部设有用于为细胞的生长繁殖提供适宜的条件的集水机构3，培养箱1下部固定连接有用于收集废水与废弃培养液的废液收集框4。

抽拉机构2包括有培养皿21和滤网22，培养箱1上部滑动式连接有用于培养细胞的培养皿21，培养皿21内部固定连接有滤网22。

集水机构3包括有第一集水框31和空心塞32，培养箱1内壁下部固定安装有用于储存水的第一集水框31，第一集水框31与废液收集框4固定连接，第一集水框31内底部对称滑动式连接有用于将集水框31堵住的空心塞32，空心塞32内部为空心结构。

培养皿21内装有培养液，培养皿21用于培养细胞，通过其它保温设备使培养箱1内部的温度保持在合适的范围内，第一集水框31内部装有水，第一集水框31内部的水可以为培养皿21中细胞的生长提供适宜的湿度与氧气，便于培养细胞。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图4-6所示，还包括有加水机构5，用于向第一集水框31内加水的加水机构5设于培养箱1上，加水机构5包括有第二集水框51、抽拉盖52、第一固定杆53、第一浮板54、第二浮板55、第二固定杆56、第一固定板57、转动轴58、转动架59、扭力弹簧511、齿轮512和单齿齿条513，培养箱1上部固定连接有第二集水框51，第二集水框51底部开有一对小孔，第二集水框51上部滑动式连接有抽拉盖52，人手动拉动抽拉盖52使其打开，可以用于向第二集水框51内加水，第一集水框31内底部固定焊接有第一固定杆53，第一固定杆53上部滑动式连接有第一浮板54，第一固定杆53上部滑动式连接有第二浮板55，第二浮板55位于第一浮板54下方，第二浮板55与第一浮板54接触，第二浮板55顶部对称固定连接有第二固定杆56，两第二固定杆56对应设置，第二固定杆56与第二集水框51滑动式连接，第一集水框31内底部固定焊接有一对第一固定板57，两第一固定板57之间共同转动式连接有转动轴58，转动轴58与第一集水框31转动式连接，转动轴58上对称固定连接有转动架59，转动架59与第一集水框31之间连接有用于带动转动架59复位的扭力弹簧511，转动轴58上对称固定连接有齿轮512，第一浮板54上对称固定连接有单齿齿条513，单齿齿条513与齿轮512接触，单齿齿条513用于将齿轮512卡住。

还包括有放水机构6，用于将第一集水框31内多余的水放出的放水机构6设于第一集水框31上，放水机构6包括有第三固定杆61、第四固定杆62和滑动条63，转动架59上固定连接有第三固定杆61，第一集水框31内底部固定焊接有一对第四固定杆62，第四固定杆62上滑动式连接有滑动条63，滑动条63与第三固定杆61接触，滑动条63位于第三固定杆61上方，滑动条63与空心塞32固接。

第二集水框51内部装有水，由于培养箱1内部始终保持着较高的温度，一段时间后，第一集水框31内部的水位会由于蒸发而下降，第二浮板55及其上装置随之会向下运动，单齿齿条513则会与齿轮512分离，使得单齿齿条513不再限制住齿轮512，被压缩的扭力弹簧511随之会复原并带动转动架59及其上装置转动30°，此时转动架59处于与水平面平行的状态，当第一集水框31内部的水位继续下降时，第二浮板55会推动转动架59及其上装置继续转动30°，扭力弹簧511随之会被压缩，在转动架59及其上装置转动的过程中，第三固定杆61会推动滑动条63及其上装置向上运动，当转动架59及其上装置转动至60°时，空心塞32会打开，使得第一集水框31内部的水全部排出至废液收集框4内部，同时第二固定杆56不再堵住第二集水框51，使得第二集水框51上的水流至第一集水框31内部。

由于从第二集水框51流入第一集水框31内部的水的流动速度较慢，而从第一集水框31内部排至废液收集框4内部的水的流动速度较快，使得第一集水框31内部的水位整体呈下降的趋势，从而使得第二浮板55及其上装置会继续向下运动，第二浮板55会与转动架59分离，转动架59随之会在扭力弹簧511的复位作用下摆动至与水平面平行的状态，空心塞32及其上装置随之会在重力的作用下向下复位并重新将第一集水框31堵住，第二浮板55及其上装置随之会向上复位，随后转动架59会将第二浮板55卡住，第一浮板54及其上装置则会继续向上运动并与第二浮板55分离，随后单齿齿条513会推动齿轮512及其上装置复位至初始位置，扭力弹簧511随之会复位，使得转动架59不再卡住第二浮板55，第二浮板55及其上装置随之会在水的浮力作用下向上复位至初始位置并使第二固定杆56重新堵住第二集水框51，同时空心塞32及其上装置会在重力的作用下复位至初始位置，从而实现了自动地对第一集水框31内部的水进行更换的目的。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图4和图7所示，还包括有第一培养液更换机构7，第一培养液更换机构7设于第一集水框31上，第一培养液更换机构7包括有转动条71、第二固定板72、第一滑动架73、第一复位弹簧74、固定条75和T形管76，转动轴58上固定连接有转动条71，第一集水框31内底部固定焊接有第二固定板72，第二固定板72呈矩形状，第二固定板72上滑动式连接有第一滑动架73，第一滑动架73上部开有圆形孔，第一滑动架73与转动条71接触，第一滑动架73与第二固定板72之间连接有用于带动第一滑动架73复位的第一复位弹簧74，两空心塞32之间共同滑动式连接有T形管76，T形管76呈T型，T形管76与空心塞32连通，T形管76与第一滑动架73滑动式连接，T形管76顶端与培养皿21外底部接触，T形管76上固定连接有用于在抽拉培养皿21时将其堵住的固定条75，固定条75上开有小孔，固定条75与培养皿21接触。

当转动条71及其上装置转动时，转动条71会推动第一滑动架73朝远离转动轴58的方向运动，第一复位弹簧74随之会被压缩，使第一滑动架73不再挡住T形管76，从而使得培养皿21内部的培养液可以通过T形管76向下流动并通过空心塞32排至废液收集框4内部，当转动条71及其上装置复位时，第一复位弹簧74随之会复位并带动第一滑动架73复位，从而使得第一滑动架73重新将T形管76堵住。

实施例4

在实施例3的基础之上，如图2和图7所示，还包括有第二培养液更换机构8，用于更换培养皿21内的培养液的第二培养液更换机构8设于培养皿21上，第二培养液更换机构8包括有压力传感器81、第五固定杆82、浮块83、培养液筒84、盖子85、电动推杆86和第二滑动架87，培养皿21内底部固定安装有用于检测压力的压力传感器81，培养皿21内底部对称固定连接有第五固定杆82，两第五固定杆82对应设置，两第五固定杆82上共同滑动式连接有浮块83，浮块83呈矩形，且其质量轻，培养箱1外顶部固定连接有培养液筒84，培养液筒84用于储存培养液，培养液筒84上放置有盖子85，培养液筒84外壁一侧固定安装有电动推杆86，电动推杆86一端固定连接有第二滑动架87，第二滑动架87呈L型，第二滑动架87与培养箱1滑动式连接。

培养液筒84内部装有培养液，通过打开盖子85可以向培养液筒84内部添加培养液，在培养皿21内部的培养液排出的过程中，随着培养皿21内部的培养液的减少，浮块83会向下运动，压力传感器81用于检测压力，当浮块83与压力传感器81接触时，压力传感器81会检测到压力并控制电动推杆86伸长并令第二滑动架87朝远离第二集水框51的方向运动，从而使得第二滑动架87不再挡住培养箱1上方的圆孔，进而使得培养液筒84内部的培养液可以自动地流至培养皿21内部，随后浮块83会向上运动并与压力传感器81分离，一段时间后，压力传感器81会控制电动推杆86收缩并使其带动第二滑动架87复位，以实现自动地为培养皿21更换培养液的目的。

实施例5

在实施例4的基础之上，如图8所示，还包括有培养环境保护机构9，用于防止设备外的细菌进入培养箱1内部的培养环境保护机构9设于培养箱1上，培养环境保护机构9包括有第三滑动架91、第三固定板92和第二复位弹簧93，培养箱1上对称滑动式连接有第三滑动架91，第三滑动架91上对称固定连接有第三固定板92，第三滑动架91与第三固定板92共同配合起保护培养箱1内部的无菌环境的作用，第三固定板92与培养箱1滑动式配合，第三滑动架91和第三固定板92均与培养皿21接触，第三滑动架91与培养箱1之间连接有用于带动第三滑动架91及其上装置朝相互靠近的方向运动的第二复位弹簧93。

当需要向培养皿21内添加细胞时，可以通过手动将培养皿21拉出，此时培养皿21不再限制住第三滑动架91，被压缩的第二复位弹簧93随之会复原并带动第三滑动架91及其上装置朝相互靠近的方向运动，令第三固定板92可以遮挡培养箱1上部的空间，同时可以遮挡培养箱1下部的空间，以达到防止设备外的细菌进入培养箱1内部的效果，然后手动推动培养皿21复位，培养皿21会推动第三滑动架91及其上装置复位，第二复位弹簧93随之会被压缩复位，在推动培养皿21的过程中，固定条75会将培养皿21底部的开口挡住，以防止培养皿21内的培养液流出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱，包括有培养箱（1）、抽拉机构（2）、集水机构（3）和废液收集框（4），其特征在于，抽拉机构（2）包括有培养皿（21）和滤网（22）：

抽拉机构（2），培养箱（1）上部设有抽拉机构（2）；

集水机构（3），培养箱（1）内部设有集水机构（3），集水机构（3）用于储存水，集水机构（3）起为细胞的生长繁殖提供适宜的条件的作用；

废液收集框（4），培养箱（1）下部固定连接有废液收集框（4），废液收集框（4）用于收集废水与废弃培养液；

培养皿（21），培养箱（1）上部滑动式连接有培养皿（21），培养皿（21）用于培养细胞；

滤网（22），培养皿（21）内部固定连接有滤网（22）；

集水机构（3）包括有第一集水框（31）和空心塞（32），培养箱（1）内壁下部固定安装有第一集水框（31），第一集水框（31）与废液收集框（4）固定连接，第一集水框（31）内底部对称滑动式连接有空心塞（32）；

还包括有加水机构（5），加水机构（5）设于培养箱（1）上，加水机构（5）包括有第二集水框（51）、抽拉盖（52）、第一固定杆（53）、第一浮板（54）、第二浮板（55）、第二固定杆（56）、第一固定板（57）、转动轴（58）、转动架（59）、扭力弹簧（511）、齿轮（512）和单齿齿条（513），培养箱（1）上部固定连接有第二集水框（51），第二集水框（51）上部滑动式连接有抽拉盖（52），第一集水框（31）内底部固定焊接有第一固定杆（53），第一固定杆（53）上部滑动式连接有第一浮板（54），第一固定杆（53）上部滑动式连接有第二浮板（55），第二浮板（55）与第一浮板（54）接触，第二浮板（55）顶部对称固定连接有第二固定杆（56），第二固定杆（56）与第二集水框（51）滑动式连接，第一集水框（31）内底部固定焊接有一对第一固定板（57），两第一固定板（57）之间共同转动式连接有转动轴（58），转动轴（58）与第一集水框（31）转动式连接，转动轴（58）上对称固定连接有转动架（59），转动架（59）与第一集水框（31）之间连接有扭力弹簧（511），转动轴（58）上对称固定连接有齿轮（512），第一浮板（54）上对称固定连接有单齿齿条（513），单齿齿条（513）与齿轮（512）接触；

还包括有放水机构（6），放水机构（6）设于第一集水框（31）上，放水机构（6）包括有第三固定杆（61）、第四固定杆（62）和滑动条（63），转动架（59）上固定连接有第三固定杆（61），第一集水框（31）内底部固定焊接有一对第四固定杆（62），第四固定杆（62）上滑动式连接有滑动条（63），滑动条（63）与第三固定杆（61）接触，滑动条（63）与空心塞（32）固接；

还包括有第一培养液更换机构（7），第一培养液更换机构（7）设于第一集水框（31）上，第一培养液更换机构（7）包括有转动条（71）、第二固定板（72）、第一滑动架（73）、第一复位弹簧（74）、固定条（75）和T形管（76），转动轴（58）上固定连接有转动条（71），第一集水框（31）内底部固定焊接有第二固定板（72），第二固定板（72）上滑动式连接有第一滑动架（73），第一滑动架（73）与转动条（71）接触，第一滑动架（73）与第二固定板（72）之间连接有第一复位弹簧（74），两空心塞（32）之间共同滑动式连接有T形管（76），T形管（76）与空心塞（32）连通，T形管（76）与第一滑动架（73）滑动式连接，T形管（76）顶端与培养皿（21）外底部接触，T形管（76）上固定连接有固定条（75），固定条（75）与培养皿（21）接触；

还包括有第二培养液更换机构（8），第二培养液更换机构（8）设于培养皿（21）上，第二培养液更换机构（8）包括有压力传感器（81）、第五固定杆（82）、浮块（83）、培养液筒（84）、盖子（85）、电动推杆（86）和第二滑动架（87），培养皿（21）内底部固定安装有压力传感器（81），培养皿（21）内底部对称固定连接有第五固定杆（82），两第五固定杆（82）上共同滑动式连接有浮块（83），培养箱（1）外顶部固定连接有培养液筒（84），培养液筒（84）上放置有盖子（85），培养液筒（84）外壁一侧固定安装有电动推杆（86），电动推杆（86）一端固定连接有第二滑动架（87），第二滑动架（87）与培养箱（1）滑动式连接。

2.根据权利要求1所述的一种可及时更换水及培养液的密封式细胞培养箱，其特征在于，还包括有培养环境保护机构（9），培养环境保护机构（9）设于培养箱（1）上，培养环境保护机构（9）包括有第三滑动架（91）、第三固定板（92）和第二复位弹簧（93），培养箱（1）上对称滑动式连接有第三滑动架（91），第三滑动架（91）上对称固定连接有第三固定板（92），第三固定板（92）与培养箱（1）滑动式配合，第三滑动架（91）和第三固定板（92）均与培养皿（21）接触，第三滑动架（91）与培养箱（1）之间连接有第二复位弹簧（93）。