CN114317271A - 一种细胞培养器具及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细胞培养器具及其制造方法，具体涉及细胞培养技术领域，包括培养箱体，所述培养箱体前端铰接有箱门，所述箱门上镶嵌有透明观察窗，所述培养箱体底端四角均固定设有支撑腿，所述培养箱体内部设有多组培养机构，所述培养机构底端延伸出培养箱体底端，所述培养机构包括中空转杆以及设在中空转杆外端的多组培养组件，多组培养组件在中空转杆外端上下分布；所述培养组件包括圆盘，所述圆盘设在培养箱体内部且固定设在中空转杆外端，所述圆盘外侧设有齿轮环，所述齿轮环内壁一圈加工有轮齿。本发明实现细胞在培养皿中均匀贴壁生长，人员只要转动旋钮即可实现多个培养皿中的细胞在培养皿中均匀贴壁生长，操作简单便捷，工作效率高。

Description

一种细胞培养器具及其制造方法

技术领域

本发明涉及细胞培养技术领域，具体涉及一种细胞培养器具及其制造方法。

背景技术

细胞形状多种多样，主要由细胞核与细胞质构成，表面有细胞膜，细胞具有运动、营养和繁殖等机能。细胞培养是从供体内取出组织，然后经机械以及消化分离成单个细胞或者单一型细胞群，然后在体外模拟体内环境，使细胞生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能。细胞培养即细胞的大规模克隆，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，以及利用原代细胞培养做各种实验，如药物测试、细胞分化等。

细胞培养分为动物细胞培养、植物细胞培养、以及微生物细胞培养。动物细胞培养所需要的特殊条件有血清：最常用的是小牛血清，血清提供生长必需因子，如激素、微量元素、矿物质和脂肪；支持物：大多数动物细胞有贴壁生长的习惯，离体培养常用玻璃，塑料等作为支持物；气体交换：二氧化碳和氧气用于维持所需要的气体条件。植物细胞培养：光照：光照与光合作用、细胞分化有关；激素：植物细胞的分裂和生长特别需要植物激素的调节，促进生长的生长素和促进细胞分裂的分裂素是最基本的激素。微生物细胞培养：微生物对培养条件要求不如动植物细胞那样苛刻，玉米浆、蛋白胨、麦芽汁、酵母膏等成为良好的微生物天然培养基。

细胞培养需要如下环境条件：无菌环境、合适的温度、适宜的渗透压、气体环境以及合适的PH。细胞培养还需要含有细胞生长所需的各种营养物质的培养基，在各种合成培养基提供基础营养物质之外，还需根据不同细胞和不同的培养目的添加其他成分，如血清、因子等。

细胞培养需要将细胞悬液分装于多个培养皿，多个培养皿依次接种细胞悬液以及在培养过程中依次添加营养物质，工作量较大，工作过程繁琐，因此，发明一种细胞培养器具及其制造方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种细胞培养器具及其制造方法，细胞实现在培养皿中均匀贴壁生长，人员只要转动旋钮即可实现多个培养皿中的细胞在培养皿中均匀贴壁生长，操作简单便捷，工作效率高，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种细胞培养器具，包括培养箱体，所述培养箱体前端铰接有箱门，所述箱门上镶嵌有透明观察窗，所述培养箱体底端四角均固定设有支撑腿，所述培养箱体内部设有多组培养机构，所述培养机构底端延伸出培养箱体底端，所述培养机构包括中空转杆以及设在中空转杆外端的多组培养组件，多组培养组件在中空转杆外端上下分布；

所述培养组件包括圆盘，所述圆盘设在培养箱体内部且固定设在中空转杆外端，所述圆盘外侧设有齿轮环，所述齿轮环内壁一圈加工有轮齿，所述齿轮环通过支架固定设在培养箱体内壁上，所述圆盘顶部围绕中空转杆设有多个培养皿，每个培养皿底部均设有驱动组件。

优选的，所述圆盘外侧开设有多个与培养皿数量相同的安装槽，所述驱动组件包括转轴以及固定设在转轴外端的橡胶筒，所述转轴设在安装槽内部且与安装槽通过轴承连接，所述橡胶筒设在安装槽内部，所述转轴一端通过连杆固定设有齿轮，所述连杆和齿轮均设在圆盘外侧，所述连杆底端固定设有扇形板。

优选的，多个齿轮均设在齿轮环顶端并均与齿轮环的轮齿啮合，所述扇形板设在齿轮环的轮齿内侧。

优选的，所述圆盘顶端开设有与安装槽数量相同的放置槽，所述放置槽设在安装槽顶端并与安装槽连通，所述驱动组件还包括活动框，所述活动框设在放置槽内部，所述放置槽两侧均设有滑槽，所述活动框两侧均固定设有导杆，所述导杆一端延伸入滑槽内部且固定设有限位板，所述限位板设在滑槽内部，所述活动框两侧分别与放置槽内部两侧壁固定设有弹簧，所述弹簧设在导杆外侧，所述活动框内部两侧壁上均固定设有弧形限位块，最外侧的限位板远离导杆的一端固定设有连接杆，所述连接杆设在最外侧的滑槽内部且延伸出圆盘外侧，所述连接杆远离圆盘的一端底部加工成倾斜面，所述连接杆设在连杆正上方。

优选的，所述培养皿包括培养皿体，所述培养皿体两端均设有皿盖，所述皿盖靠近培养皿体的一端一体成型有螺纹环，所述螺纹环设在培养皿体内壁上且与培养皿体螺纹连接，所述皿盖远离培养皿体的一端一体成型有凸环，所述螺纹环内壁上固定设有滤网。

优选的，所述培养皿设在活动框顶端并延伸入活动框内部，两个弧形限位块分别设在两个凸环内侧，所述培养皿体和凸环底端均穿过活动框底端与橡胶筒顶端接触。

优选的，靠近中空转杆的皿盖上连通有进管，所述进管与皿盖通过密封轴承连接，远离中空转杆的皿盖上连通有出管，所述出管上设有单向阀，所述进管和出管均设在活动框上方，所述进管与中空转杆通过第一连接管连通，所述第一连接管上固定设有单向阀。

优选的，所述中空转杆与培养箱体内部顶端以及内部底端通过轴承连接，所述中空转杆内部设有活塞，所述中空转杆底端延伸出培养箱体底端，所述中空转杆底端外侧固定设有旋钮，所述旋钮设在培养箱体下方，所述旋钮外侧开设有多个凹槽。

优选的，所述中空转杆底端固定连通有第二连接管，所述第二连接管底端通过密封轴承连接有三通接头，所述三通接头另外两端固定设有输送管，所述输送管上固定设有阀门。

制造上述细胞培养器具的方法也在本专利的保护范围中。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过转动旋钮带动中空转杆、圆盘转动，从而带动培养皿围绕中空转杆转动，便于对圆盘的位置调整以便于圆盘的取放，同时圆盘转动带动齿轮围绕中空转杆转动，同时齿轮与齿轮环啮合自转并通过连杆带动转轴、橡胶筒转动，橡胶筒与培养皿之间的摩擦力使得培养皿自身转动，使得培养皿中的细胞悬液能够绕着培养皿内壁流动，同时连杆转动带动扇形板转动，使得活动框来回晃动，从而使得培养皿和细胞悬液在培养皿中来回晃动，便于细胞在培养皿中均匀贴壁生长，人员只要转动旋钮即可实现多个培养皿中的细胞在培养皿中均匀贴壁生长，操作简单便捷，工作效率高；

2、培养期间，本发明通过其中一个输送管将气体通过输送管、三通接头、第二连接管、第二连接管、第一连接管以及进管注入培养皿中，培养皿中的气体可从出管排出，实现培养皿中的气体交换，以便为细胞提供生存所必须的氧气和二氧化碳；通过另外一个输送管将营养物质通过输送管、三通接头、第二连接管、第二连接管、第一连接管以及进管注入培养皿中，以便为细胞提供生存所必须的营养物质，且整个操作能够避免人员打开培养皿操作，降低污染概率；

3、人员利用泵等抽吸设备将气体或者营养物质通入中空转杆中，气体或者营养物质使得活塞沿着中空转杆内壁向上运动，通入完毕之后，再利用泵等抽吸设备将中空转杆中残留的气体或者营养物质抽出，此时活塞在吸力作用下沿着活塞内壁向下运动能够实现对中空转杆内壁上清理，避免中空转杆内部堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的中空转杆和单层培养组件结构图；

图3为本发明的驱动组件剖视图；

图4为本发明的图3中A部放大图；

图5为本发明的图3中B部放大图；

图6为本发明的驱动组件剖视图；

图7为本发明的驱动组件剖视图；

图8为本发明的活动框和弧形限位块剖视图；

图9为本发明的弧形限位块结构图；

图10为本发明的驱动组件结构图；

图11为本发明的培养皿剖视图；

图12为本发明的中空转杆、活塞、旋钮、三通接头和输送管结构图；

图13为本发明的中空转杆、旋钮、第二连接管、三通接头和输送管结构图。

附图标记说明：

1培养箱体、2培养机构、3中空转杆、4培养组件、5圆盘、6齿轮环、7培养皿、8驱动组件、9安装槽、10转轴、11橡胶筒、12连杆、13齿轮、14扇形板、15放置槽、16活动框、17导杆、18限位板、19滑槽、20弹簧、21弧形限位块、22连接杆、23培养皿体、24皿盖、25螺纹环、26凸环、27滤网、28进管、29出管、30第一连接管、31活塞、32旋钮、33第二连接管、34三通接头、35输送管、36支撑腿、37箱门、38透明观察窗。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1-2所示的一种细胞培养器具，包括培养箱体1，所述培养箱体1前端铰接有箱门37，所述箱门37上镶嵌有透明观察窗38，便于观察培养箱体1内部情况，所述培养箱体1底端四角均固定设有支撑腿36，所述培养箱体1内部设有多组培养机构2，所述培养机构2底端延伸出培养箱体1底端，所述培养机构2包括中空转杆3以及设在中空转杆3外端的多组培养组件4，多组培养组件4在中空转杆3外端上下分布；所述培养组件4包括圆盘5，所述圆盘5设在培养箱体1内部且固定设在中空转杆3外端，所述圆盘5外侧设有齿轮环6，所述齿轮环6内壁一圈加工有轮齿，所述齿轮环6通过支架固定设在培养箱体1内壁上，实现齿轮环6的稳定固定，所述圆盘5顶部围绕中空转杆3设有多个培养皿7，培养皿7是一种用于微生物或细胞培养的实验室器皿，一般用玻璃或塑料制成，玻璃的可以用于植物材料、微生物培养和动物细胞的贴壁培养也可能用到，塑料的可能是聚乙烯材料的，有一次性的和多次使用的，适合实验室接种、划线、分离细菌的操作，可以用于植物材料的培养，每个培养皿7底部均设有驱动组件8，人员能够同时对多个培养皿7操作，操作简单便捷，工作效率高。

如图2-9所示，所述圆盘5外侧开设有多个与培养皿7数量相同的安装槽9，所述驱动组件8包括转轴10以及固定设在转轴10外端的橡胶筒11，所述转轴10设在安装槽9内部且与安装槽9通过轴承连接，便于转轴10转动，所述橡胶筒11设在安装槽9内部，所述转轴10一端通过连杆12固定设有齿轮13，所述连杆12和齿轮13均设在圆盘5外侧，多个齿轮13均设在齿轮环6顶端并均与齿轮环6的轮齿啮合，所述连杆12底端固定设有扇形板14，所述扇形板14设在齿轮环6的轮齿内侧，扇形板14反复转动实现带动活动框16来回晃动，用于带动培养皿7以及其中的细胞悬液来回晃动；所述圆盘5顶端开设有与安装槽9数量相同的放置槽15，所述放置槽15设在安装槽9顶端并与安装槽9连通，所述驱动组件8还包括活动框16，所述活动框16设在放置槽15内部，所述培养皿7设在活动框16顶端并延伸入活动框16内部，所述放置槽15两侧均设有滑槽19，所述活动框16两侧均固定设有导杆17，所述导杆17一端延伸入滑槽19内部且固定设有限位板18，导杆17能够沿着滑槽19滑动，所述限位板18设在滑槽19内部，限位板18用于限制导杆17脱离滑槽19，所述活动框16两侧分别与放置槽15内部两侧壁固定设有弹簧20，所述弹簧20设在导杆17外侧，所述活动框16内部两侧壁上均固定设有弧形限位块21，最外侧的限位板18远离导杆17的一端固定设有连接杆22，所述连接杆22设在最外侧的滑槽19内部且延伸出圆盘5外侧，所述连接杆22远离圆盘5的一端底部加工成倾斜面，所述连接杆22设在连杆12正上方，扇形板14转动至与连接杆22的倾斜面底部接触能够推动连接杆22向圆盘5内部运动，从而推动限位板18、导杆17和活动框16向圆盘5内侧运动，同时挤压拉伸弹簧20，当扇形板14与连接杆22分离后，连接杆22、限位板18、导杆17和活动框16在弹力下复位，实现带动活动框16、培养皿7以及细胞悬液来回晃动。

如图3、6、10-13所示，所述培养皿7包括培养皿体23，所述培养皿体23两端均设有皿盖24，所述皿盖24靠近培养皿体23的一端一体成型有螺纹环25，所述螺纹环25设在培养皿体23内壁上且与培养皿体23螺纹连接，培养皿体23与皿盖24的螺纹式连接便于二者的拆装，所述皿盖24远离培养皿体23的一端一体成型有凸环26，所述螺纹环25内壁上固定设有滤网27，滤网27用于对细胞阻挡，两个弧形限位块21分别设在两个凸环26内侧，所述培养皿体23和凸环26底端均穿过活动框16底端与橡胶筒11顶端接触，橡胶筒11与培养皿7之间的摩擦力使得培养皿7自身转动，使得培养皿7中的细胞悬液能够绕着培养皿7内壁流动，便于细胞均匀贴壁生长；所述中空转杆3与培养箱体1内部顶端以及内部底端通过轴承连接，便于中空转杆3转动，所述中空转杆3底端延伸出培养箱体1底端，所述中空转杆3底端外侧固定设有旋钮32，所述旋钮32设在培养箱体1下方，所述旋钮32外侧开设有多个凹槽，凹槽便于转动旋钮32。

实施方式具体为：将细胞悬液分装于多个培养皿7中，然后将培养皿7放入活动框16中，使得活动框16上的弧形限位块21卡在凸环26中实现对培养皿7限位，此时橡胶筒11顶端与培养皿7底端接触，转动旋钮32带动与培养箱体1轴承连接的中空转杆3转动，中空转杆3转动带动圆盘5转动，从而带动圆盘5上的培养皿7围绕中空转杆3转动，便于对圆盘5的位置调整以便于圆盘5的取放，同时圆盘5转动带动齿轮13围绕中空转杆3转动，由于齿轮13与齿轮环6啮合从而使得齿轮13自转，从而通过连杆12带动转轴10转动，转轴10转动带动橡胶筒11转动，由于橡胶筒11顶端与培养皿7底端接触，橡胶筒11与培养皿7之间的摩擦力使得培养皿7自身转动，由于弧形限位块21的限位使得培养皿7平稳转动，这时培养皿7中的细胞悬液能够绕着培养皿7内壁流动，同时连杆12转动带动扇形板14转动，当扇形板14转动至与连接杆22的倾斜面底部接触，扇形板14继续转动从而推动连接杆22向圆盘5内部运动，从而推动限位板18、导杆17和活动框16向圆盘5内侧运动，从而挤压或拉伸弹簧20，当扇形板14转动至与连接杆22分离后，连接杆22、限位板18、导杆17和活动框16在弹力下复位，如此扇形板14反复转动实现带动活动框16来回晃动，从而使得活动框16中的培养皿7也来回晃动，进而使得培养皿7中的细胞悬液在培养皿7中来回晃动，便于细胞在培养皿7中均匀贴壁生长，人员只要转动旋钮32即可实现多个培养皿7中的细胞在培养皿7中均匀贴壁生长，操作简单便捷，工作效率高。

如图1、2、3、6、10、11、12所示，靠近中空转杆3的皿盖24上连通有进管28，气体或者营养物质通过进管28进入培养皿7中，所述进管28与皿盖24通过密封轴承连接，培养皿7在橡胶筒11的驱动下自身转动不带动进管28转动，远离中空转杆3的皿盖24上连通有出管29，所述出管29上设有单向阀，该单向阀只允许培养皿7中的气体通过出管29流出培养皿7，所述进管28和出管29均设在活动框16上方，所述进管28与中空转杆3通过第一连接管30连通，所述第一连接管30上固定设有单向阀，该单向阀只允许第一连接管30中的气体或营养物质流进培养皿7中，所述中空转杆3底端固定连通有第二连接管33，所述第二连接管33底端通过密封轴承连接有三通接头34，所述三通接头34另外两端固定设有输送管35，两个输送管35分别为输送气体管道和输送营养物质管道，所述输送管35上固定设有阀门，用于控制输送管35的通断。

实施方式具体为：培养皿7放入活动框16中后将进管28与第一连接管30连接，培养期间通过快速接头将其中一个输送管35与二氧化碳和氧气的混合气体发生器连接，通过该输送管35将气体通过输送管35、三通接头34、第二连接管33、第二连接管33、第一连接管30以及进管28注入培养皿7中，培养皿7中的气体可从出管29排出，实现培养皿7中的气体交换，以便为细胞提供生存所必须的氧气和二氧化碳；将另外一个输送管35与提供营养物质的管道连接，通过该输送管35将营养物质通过输送管35、三通接头34、第二连接管33、第二连接管33、第一连接管30以及进管28注入培养皿7中，以便为细胞提供生存所必须的营养物质，且整个操作能够避免人员打开培养皿7操作，降低污染概率。

如图12所示，所述中空转杆3内部设有活塞31，人员利用泵等抽吸设备将气体或者营养物质通入中空转杆3中，气体或者营养物质使得活塞31沿着中空转杆3内壁向上运动，通入完毕之后，再利用泵等抽吸设备将中空转杆3中残留的气体或者营养物质抽出，此时活塞31在吸力作用下沿着活塞31内壁向下运动能够实现对中空转杆3内壁上清理，避免中空转杆3内部堵塞。

制造上述细胞培养器具的方法也在本专利的保护范围中。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种细胞培养器具，包括培养箱体（1），所述培养箱体（1）前端铰接有箱门（37），所述箱门（37）上镶嵌有透明观察窗（38），所述培养箱体（1）底端四角均固定设有支撑腿（36），其特征在于：所述培养箱体（1）内部设有多组培养机构（2），所述培养机构（2）底端延伸出培养箱体（1）底端，所述培养机构（2）包括中空转杆（3）以及设在中空转杆（3）外端的多组培养组件（4），多组培养组件（4）在中空转杆（3）外端上下分布；

所述培养组件（4）包括圆盘（5），所述圆盘（5）设在培养箱体（1）内部且固定设在中空转杆（3）外端，所述圆盘（5）外侧设有齿轮环（6），所述齿轮环（6）内壁一圈加工有轮齿，所述齿轮环（6）通过支架固定设在培养箱体（1）内壁上，所述圆盘（5）顶部围绕中空转杆（3）设有多个培养皿（7），每个培养皿（7）底部均设有驱动组件（8）。

2.根据权利要求1所述的一种细胞培养器具，其特征在于：所述圆盘（5）外侧开设有多个与培养皿（7）数量相同的安装槽（9），所述驱动组件（8）包括转轴（10）以及固定设在转轴（10）外端的橡胶筒（11），所述转轴（10）设在安装槽（9）内部且与安装槽（9）通过轴承连接，所述橡胶筒（11）设在安装槽（9）内部，所述转轴（10）一端通过连杆（12）固定设有齿轮（13），所述连杆（12）和齿轮（13）均设在圆盘（5）外侧，所述连杆（12）底端固定设有扇形板（14）。

3.根据权利要求2所述的一种细胞培养器具，其特征在于：多个齿轮（13）均设在齿轮环（6）顶端并均与齿轮环（6）的轮齿啮合，所述扇形板（14）设在齿轮环（6）的轮齿内侧。

4.根据权利要求3所述的一种细胞培养器具，其特征在于：所述圆盘（5）顶端开设有与安装槽（9）数量相同的放置槽（15），所述放置槽（15）设在安装槽（9）顶端并与安装槽（9）连通，所述驱动组件（8）还包括活动框（16），所述活动框（16）设在放置槽（15）内部，所述放置槽（15）两侧均设有滑槽（19），所述活动框（16）两侧均固定设有导杆（17），所述导杆（17）一端延伸入滑槽（19）内部且固定设有限位板（18），所述限位板（18）设在滑槽（19）内部，所述活动框（16）两侧分别与放置槽（15）内部两侧壁固定设有弹簧（20），所述弹簧（20）设在导杆（17）外侧，所述活动框（16）内部两侧壁上均固定设有弧形限位块（21），最外侧的限位板（18）远离导杆（17）的一端固定设有连接杆（22），所述连接杆（22）设在最外侧的滑槽（19）内部且延伸出圆盘（5）外侧，所述连接杆（22）远离圆盘（5）的一端底部加工成倾斜面，所述连接杆（22）设在连杆（12）正上方。

5.根据权利要求4所述的一种细胞培养器具，其特征在于：所述培养皿（7）包括培养皿体（23），所述培养皿体（23）两端均设有皿盖（24），所述皿盖（24）靠近培养皿体（23）的一端一体成型有螺纹环（25），所述螺纹环（25）设在培养皿体（23）内壁上且与培养皿体（23）螺纹连接，所述皿盖（24）远离培养皿体（23）的一端一体成型有凸环（26），所述螺纹环（25）内壁上固定设有滤网（27）。

6.根据权利要求5所述的一种细胞培养器具，其特征在于：所述培养皿（7）设在活动框（16）顶端并延伸入活动框（16）内部，两个弧形限位块（21）分别设在两个凸环（26）内侧，所述培养皿体（23）和凸环（26）底端均穿过活动框（16）底端与橡胶筒（11）顶端接触。

7.根据权利要求6所述的一种细胞培养器具，其特征在于：靠近中空转杆（3）的皿盖（24）上连通有进管（28），所述进管（28）与皿盖（24）通过密封轴承连接，远离中空转杆（3）的皿盖（24）上连通有出管（29），所述出管（29）上设有单向阀，所述进管（28）和出管（29）均设在活动框（16）上方，所述进管（28）与中空转杆（3）通过第一连接管（30）连通，所述第一连接管（30）上固定设有单向阀。

8.根据权利要求7所述的一种细胞培养器具，其特征在于：所述中空转杆（3）与培养箱体（1）内部顶端以及内部底端通过轴承连接，所述中空转杆（3）内部设有活塞（31），所述中空转杆（3）底端延伸出培养箱体（1）底端，所述中空转杆（3）底端外侧固定设有旋钮（32），所述旋钮（32）设在培养箱体（1）下方，所述旋钮（32）外侧开设有多个凹槽。

9.根据权利要求8所述的一种细胞培养器具，其特征在于：所述中空转杆（3）底端固定连通有第二连接管（33），所述第二连接管（33）底端通过密封轴承连接有三通接头（34），所述三通接头（34）另外两端固定设有输送管（35），所述输送管（35）上固定设有阀门。

10.一种细胞培养器具的制造方法，其特征在于：包括制造权利要求1-9任一项所述的细胞培养器具的方法。

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