CN114350519A - 用于生物反应装置的细胞培育器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于生物反应装置的细胞培育器，包括换气组件、培养箱组件、排气组件，换气组件和培养箱组件一端紧固连接，排气组件和培养箱组件远离换气组件的一端紧固连接。本发明的换气组件通过螺旋气流腔将空气中的灰尘通过离心现象排除，排出灰尘后的气体在灭菌部件中经过喷射器产生的射流冲击多次击碎气泡，使得气体能够充分的和灭菌液相接触。培养箱组件通过在培养箱内部设置内筒体，单独将部分细胞培养液隔离，避免了在出现支原体感染时所用的细胞培养液都遭到污染。培养箱内产生的废气通过排气组件排出到培养箱外，排气组件通过单向排气的方式避免了外界气体在排气时和培养箱内部气体产生对流，提高了培养箱的密封性。

Description

用于生物反应装置的细胞培育器

技术领域

本发明涉及细胞培育技术领域，具体为用于生物反应装置的细胞培育器。

背景技术

生物反应装置，是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶、或固定化细胞反应器等。其在酒类、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解方面都有着重要的应用。运用于生物反应装置的微生物在接种前需要在细胞培育器内进行培育，微生物细胞具有繁殖快的特性，在培养过程中需要频繁的换气，但传统的细胞培育装置在换气过程中往往无法有效的去除空气中含有的灰尘。另一方面，传统的将外界气体通入灭菌液灭菌的方式效果不佳，气体在灭菌液中以气泡的方式进行灭菌，而气泡靠中心位置的气体无法充分的和灭菌液接触，这会导致其它的细菌病毒混杂在空气中进入到细胞培育器中，影响微生物细胞的培育。支原体污染是细胞培养过程中的一个重要污染原因，而支原体污染不易察觉，等到被发现时往往整个培养皿都被完全污染了，而随时观察是否有支原体污染又会消耗大量的人力物力。

发明内容

本发明的目的在于提供用于生物反应装置的细胞培育器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：用于生物反应装置的细胞培育器，包括换气组件、培养箱组件、排气组件，换气组件和培养箱组件一端紧固连接，排气组件和培养箱组件远离换气组件的一端紧固连接。本发明的换气组件通过螺旋气流腔将空气中的灰尘通过离心现象排除，排出灰尘后的气体在灭菌部件中经过喷射器产生的射流冲击多次击碎气泡，使得气体能够充分的和灭菌液相接触。培养箱组件通过在培养箱内部设置内筒体，单独将部分细胞培养液隔离，避免了在出现支原体感染时所用的细胞培养液都遭到污染。培养箱内产生的废气通过排气组件排出到培养箱外，排气组件通过单向排气的方式避免了外界气体在排气时和培养箱内部气体产生对流，提高了培养箱的密封性。

进一步的，换气组件包括除尘部件、进风风机、进气管道、灭菌部件，灭菌部件通过管道和培养箱组件相连接，进气管道一端和灭菌部件相连，进气管道远离灭菌部件的一端和进风风机连接，进风风机远离进气管道的一端和除尘部件相连。外界空气在进风风机的作用下被吸入除尘部件，除尘部件通过螺旋气流腔将空气中的灰尘去除，除尘后的空气通过进气管道进入灭菌部件，灭菌部件通过流体多次对冲将进入的空气气泡多次击碎，使得空气可以和灭菌液充分接触，以保证空气能够被充分灭菌，灭菌后的气体通过管道被输入到培养箱组件中。

进一步的，除尘部件包括螺旋气流腔、引流槽、出液口、除尘箱、进气口、出气口、过滤网，螺旋气流腔安装在除尘箱内部，进气口安装在除尘箱外壁下侧，出气口安装在除尘箱外壁上侧，出气口和进风风机紧固连接，螺旋气流腔上方开口和出气口相连，螺旋气流腔下方开口和进气口相连，螺旋气流腔侧壁设置有多条引流槽，引流槽上端设置有出液口，引流槽下端延伸到进气口位置，过滤网安装在进气口外侧，过滤网和进气口紧固连接。当外界的空气被进风风机吸入螺旋气流腔中时，气流中含有的较大的杂质颗粒会被过滤网过滤，螺旋气流腔会引导气流螺旋上升，气流在螺旋上升的过程中，气流中含有的微小灰尘杂质会在离心现象的作用下分散向螺旋气流腔的侧壁，灰尘在和侧壁摩擦的过程中会接触到引流槽，出液口会排出清洗液，清洗液选择粘度较大的液体，清洗液沿着引流槽向进气口方向流动，灰尘在进入引流槽后会被清洗液粘连最终从进气口方向排出，定期从出液口通清水冲洗引流槽，能够避免灰尘在引流槽中堆积。通过这种方式能够有效的对大小灰尘进行去除，并且也不会出现灰尘堆积的情况，有效提升了细胞培育器的洁净程度。

进一步的，灭菌部件包括循环泵、灭菌箱、进气盘、喷射器、分流块、上封板、流通孔，进气盘安装在灭菌箱内部，进气盘位于灭菌箱下侧，进气盘上设置有若干个气流孔，进气盘侧边设置有气流连接管，气流连接管伸出灭菌箱外，气流连接管伸出灭菌箱外的一端和进气管道远离除尘部件的一端紧固连接，循环泵安装在灭菌箱外部侧壁上，循环泵下端通过管道和灭菌箱内部底侧相联通，循环泵上端通过管道和分流块相联通，分流块和灭菌箱侧壁紧固连接，喷射器有若干个，若干个喷射器均匀安装在上封板内部，分流块通过若干根软管分别和各个喷射器相联通，上封板安装在灭菌箱内部上侧，上封板上设置有若干个流通孔，流通孔位于不同的喷射器的间隙中，灭菌箱上方通过管道和培养箱组件相连接。循环泵将灭菌箱底部的灭菌液输入到分流块中，分流块将灭菌液分别输送给各个喷射器，喷射器将灭菌液积攒到一定程度后一次性喷出。外界气流在进气盘处被分散成多股气流，多股气流分散成多个气泡上浮，气泡在上浮的过程中会相互聚集形成大气泡，大气泡会影响气体和灭菌液的充分接触，从喷射器喷出的灭菌液对气泡形成射流冲击，大气泡被击碎，分散成多个小气泡，小气泡在射流周围旋转，小气泡内部气体翻滚，和灭菌液充分接触。在喷射器积攒灭菌液的过程中，气泡再次上浮，经过多次射流冲击后气泡进入流通孔，喷射器在反复喷射的过程中活塞块会和喷射筒侧壁反复摩擦，摩擦产生的热量会使得上封板温度升高，气体在经过流通孔的过程中，摩擦产生的热量会对气体进行加热，避免进入培养箱内的气体温度过低。

进一步的，喷射器包括喷射筒、喷液管、活塞块、喷射弹簧、阀板、活动腔、调节杆，喷射筒底部和上封板内侧底部紧固连接，喷射筒顶部通过导管和分流块相连，喷液管一端固定在上封板内侧底部，喷液管另一侧固定在喷射筒侧壁上端，喷射筒侧壁内部设置有活动腔，活动腔内安装有阀板，阀板上设置有液体流通孔，阀板一侧固定连接有两根调节杆，调节杆伸入到喷射筒内，喷射筒在调节杆伸出位置设置有调节槽，活塞块设置在喷射筒内部，活塞块和喷射筒滑动连接，喷射弹簧也设置在喷射筒内，喷射弹簧一端和活塞块紧固连接，喷射弹簧另一端和喷射筒内壁底部紧固连接。当灭菌液从分流块流入喷射筒中时，活塞块会压缩喷射弹簧，当活塞块移动到喷射筒靠下方位置时，活塞块会推动下方的调节杆，调节杆会带动阀板下移，阀板下移后阀板上的液体流通孔会和喷液管导通，喷射弹簧会推动活塞块将灭菌液加速从喷液管射出，等活塞块上移碰触到上方的调节杆时，阀板上移，重新关闭，阀板和活动腔紧密贴合，在没有外力推动时可保持相对禁止，此时液体流通孔和喷液管不导通，喷射筒内部再次积蓄液体。通过该装置能够在不需要额外控制部件的前提下实现对灭菌液的加速喷射，并且这种喷射是间歇性的，加速喷射能够提升射流冲击的强度，使气泡能够被冲击的更细碎，间歇性的喷射使得气泡在喷射间隙中能够顺利通过流通孔，避免培养箱内出现供气不足的情况。

进一步的，培养箱组件包括培养箱、内筒体、外筒体、气囊、第一弹簧、第二弹簧、第一移动块、第二移动块、卡板部件、连接块、环形条，培养箱和换气组件、排气组件相连接，外筒体位于培养箱内部，外筒体底部和培养箱内侧底部紧固连接，内筒体安装在外筒体内部，内筒体和外筒体转动连接，内筒体的外壁和外筒体的内壁上覆盖有密封层，内筒体和外筒体的侧壁上设置有若干个相同位置的圆孔，内筒体内壁下方开设有一条形缺口，气囊一端设置有进气口，气囊有进气口的一端设置有安装座，安装座贴合进气口位置处设置有开口，安装座和外筒体侧壁底部紧固连接，气囊远离进气口的一侧和第一移动块紧固连接，气囊内部安装有第一弹簧，第一弹簧的弹力方向和进气口的设置方向相同，第二弹簧一端和第一移动块紧固连接，第二弹簧另一端和第二移动块紧固连接，第二移动块上侧和连接块紧固连接，连接块远离第二移动块的一端和外筒体相连接，第一移动块、第二移动块贴近外筒体内壁的一侧设置有卡块，外筒体在对应位置设置有卡槽，卡块和卡槽滑动连接，第二移动块下方设置有卡板部件，卡板部件安装在环形条上，环形条和外筒体侧壁紧固连接。当内筒体和外筒体之间发生相对转动后，内筒体和外筒体侧壁上的圆孔会从重合状态转变为错位覆盖，通过控制内筒体和外筒体的相对转动可以控制内筒体内部细胞培养液和外部细胞培养液之间的物质交换和气体交换。支原体污染是对微生物细胞培养危害较大的一类问题，由于支原体能通过滤菌器，细胞培养过程中，支原体污染的风险一直居高不下，通常被支原体污染后，细胞内的DNA、RNA及蛋白表达会发生改变，而细胞的生长率一般并未发生显著的影响，因而细胞被支原体污染一般难以察觉。本发明为了解决这一问题，在培养箱内通过内筒体又单独圈起一部分的细胞培养液，初始状态时第二移动块被卡在卡板部件中不能移动，此时外筒体和内筒体的圆孔是错位的，内筒体内部的细胞培养液与外界隔绝，细胞代谢产生的气体和能量被聚集在内筒体内部，内筒体中的气体压强和温度会升高，在温升和气体压强的作用下，细胞培养液会被从进气口挤向气囊内部，气囊的膨胀会带动第一移动块挤压第二弹簧，当第一移动块移动碰触到卡板部件时，卡板部件的活动卡块会被按下，第二移动块转变为可活动状态，第二移动块带动连接块移动，连接块带动内筒体转动，内筒体和外筒体发生相对转动后圆孔重合，内外细胞培养液进行物质交换和气体交换，温度降低和气体压强下降后，第一弹簧会迫使气囊复位，第一移动块和第二移动块之间设置有连接绳，连接绳保证了第二弹簧可以被压缩而无法被拉伸，气囊复位连接绳会拉动第二移动块缓慢移动到初始位置，卡板部件重新将第二移动块卡住。通过这种控制方式，可以使得内筒体中的细胞培养液每隔一段时间和外界交换一次，间隔时间可以通过第一弹簧和第二弹簧的劲度系数来控制。工作人员可以在间隔时间内对培养箱内部的细胞培养液进行一次检验，通过检验来确定细胞培养液是否被支原体污染，若被污染了及时处理，内筒体中的细胞培养液作为备份，可以进行二次培养。该设置显著提高了细胞培育器的安全性，工作人员不需要时刻监督细胞培育器内部培养液的变化情况，降低了工作人员的工作量。

进一步的，卡板部件包括活动卡块、卡块弹簧、活动杆、活动槽,环形条上设置有活动槽，活动槽内部底侧设置有导向孔，活动杆底部伸入导向孔内，活动杆和导向孔滑动连接，卡块弹簧套在活动杆上，活动卡块底部和活动杆上端紧固连接，卡块弹簧一端和活动卡块底部紧固连接，卡块弹簧另一端和活动槽底部紧固连接，活动卡块上方设置有三个卡绊，卡绊一侧设置有斜面。用来对第二移动块进行限位的两个卡绊竖直面相对，斜面朝外，第三个卡绊设置在靠近第一移动块的一端，第三个卡绊的斜面朝向第一移动块，当第一移动块移动时会挤压第三个卡绊的斜面，活动卡块会带动活动杆在导向孔内下移，此时第二移动块会脱离另外两个卡绊的限制，第二移动块会在第二弹簧的作用下弹出，当气囊收缩时，第一移动块回移，活动卡块会在卡块弹簧的作用下复位，当第二移动块在第一移动块的带动下回移到活动卡块处时，第二移动块与远离第一移动块的卡绊的斜面接触，第二移动块移动到初始位置，活动卡块再次回弹，第二移动块再次被卡住。通过这种控制方式能够实现第二移动块的自动解除锁定和归位再次锁定，提高了装置整体的自动化程度。

进一步的，排气组件包括排气管、排风扇、单向阀，排气管和培养箱远离换气组件的一侧紧固连接，排气管内部安装有排风扇，排气管和培养箱联通位置安装有单向阀。当培养箱内部的气体需要排出时，排风扇在排气管中形成负压，培养箱内部的气体会推动单向阀向外界排出，此时外部气体由于负压的阻力无法和单向阀中排出的气体形成对流，当气体排出完毕时，单向阀关闭，气体流动被截止。通过这种单向流通的排气方式可以有效提高装置整体的密闭性，防止外界气体对培养箱内部造成污染。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明的换气组件通过螺旋气流腔将空气中的灰尘通过离心现象集中到螺旋气流腔内壁上的引流槽中，通过这种方式既提高了除尘率，也省去了清洁所需要的人力成本。排出灰尘后的气体在灭菌部件中经过喷射器产生的射流冲击多次击碎气泡，使得气体能够充分的和灭菌液相接触。培养箱组件通过在培养箱内部设置内筒体，单独将部分细胞培养液隔离，避免了在出现支原体感染时所用的细胞培养液都遭到污染。培养箱内产生的废气通过排气组件排出到培养箱外，排气组件通过单向排气的方式避免了外界气体在排气时和培养箱内部气体产生对流，提高了培养箱的密封性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部放大图A；

图3是本发明的灭菌部件整体结构示意图；

图4是本发明的局部放大图B；

图5是本发明的除尘部件剖面视图；

图6是本发明的外筒体内部结构局部剖视图；

图7是本发明的局部放大图C；

图8是本发明的活动卡块零件图；

图中：1-换气组件、11-除尘部件、111-螺旋气流腔、112-引流槽、113-出液口、114-除尘箱、115-进气口、116-出气口、117-过滤网、12-进风风机、13-进气管道、14-灭菌部件、141-循环泵、142-灭菌箱、143-进气盘、144-喷射器、1441-喷射筒、1442-喷液管、1443-活塞块、1444-喷射弹簧、1445-阀板、1446-活动腔、1447-调节杆、145-分流块、146-上封板、147-流通孔、2-培养箱组件、21-培养箱、22-内筒体、23-外筒体、24-气囊、25-第一弹簧、26-第二弹簧、27-第一移动块、28-第二移动块、29-卡板部件、291-活动卡块、292-卡块弹簧、293-活动杆、294-活动槽、210-连接块、211-环形条、3-排气组件、31-排气管、32-排风扇、33-单向阀。

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。

请参阅图1-图8，本发明提供技术方案：

如图1所示，用于生物反应装置的细胞培育器，包括换气组件1、培养箱组件2、排气组件3，换气组件1和培养箱组件2一端紧固连接，排气组件3和培养箱组件2远离换气组件1的一端紧固连接。本发明的换气组件通过螺旋气流腔将空气中的灰尘通过离心现象排除，排出灰尘后的气体在灭菌部件中经过喷射器产生的射流冲击多次击碎气泡，使得气体能够充分的和灭菌液相接触。培养箱组件2通过在培养箱21内部设置内筒体22，单独将部分细胞培养液隔离，避免了在出现支原体感染时所用的细胞培养液都遭到污染。培养箱21内产生的废气通过排气组件3排出到培养箱21外，排气组件3通过单向排气的方式避免了外界气体在排气时和培养箱21内部气体产生对流，提高了培养箱21的密封性。

如图1、图3、图5所示，换气组件1包括除尘部件11、进风风机12、进气管道13、灭菌部件14，灭菌部件14通过管道和培养箱组件2相连接，进气管道13一端和灭菌部件14相连，进气管道13远离灭菌部件14的一端和进风风机12连接，进风风机12远离进气管道13的一端和除尘部件11相连。外界空气在进风风机12的作用下被吸入除尘部件11，除尘部件11通过螺旋气流腔111将空气中的灰尘去除，除尘后的空气通过进气管道13进入灭菌部件14，灭菌部件14通过流体多次对冲将进入的空气气泡多次击碎，使得空气可以和灭菌液充分接触，以保证空气能够被充分灭菌，灭菌后的气体通过管道被输入到培养箱组件2中。

如图5所示，除尘部件11包括螺旋气流腔111、引流槽112、出液口113、除尘箱114、进气口115、出气口116、过滤网117，螺旋气流腔111安装在除尘箱114内部，进气口115安装在除尘箱114外壁下侧，出气口116安装在除尘箱114外壁上侧，出气口116和进风风机12紧固连接，螺旋气流腔111上方开口和出气口116相连，螺旋气流腔111下方开口和进气口115相连，螺旋气流腔111侧壁设置有多条引流槽112，引流槽112上端设置有出液口113，引流槽112下端延伸到进气口115位置，过滤网117安装在进气气口外侧，过滤网117和进气口115紧固连接。当外界的空气被进风风机12吸入螺旋气流腔111中时，气流中含有的较大的杂质颗粒会被过滤网117过滤，螺旋气流腔111会引导气流螺旋上升，气流在螺旋上升的过程中，气流中含有的微小灰尘杂质会在离心现象的作用下分散向螺旋气流腔111的侧壁，灰尘在和侧壁摩擦的过程中会接触到引流槽112，出液口113会排出清洗液，清洗液选择粘度较大的液体，清洗液沿着引流槽112向进气口115方向流动，灰尘在进入引流槽112后会被清洗液粘连最终从进气口115方向排出，定期从出液口113通清水冲洗引流槽112，能够避免灰尘在引流槽112中堆积。通过这种方式能够有效的对大小灰尘进行去除，并且也不会出现灰尘堆积的情况，有效提升了细胞培育器的洁净程度。

如图3、图4所示，灭菌部件14包括循环泵141、灭菌箱142、进气盘143、喷射器144、分流块145、上封板146、流通孔147，进气盘143安装在灭菌箱142内部，进气盘143位于灭菌箱142下侧，进气盘143上设置有若干个气流孔，进气盘143侧边设置有气流连接管，气流连接管伸出灭菌箱142外，气流连接管伸出灭菌箱142外的一端和进气管道13远离除尘部件11的一端紧固连接，循环泵141安装在灭菌箱142外部侧壁上，循环泵141下端通过管道和灭菌箱142内部底侧相联通，循环泵141上端通过管道和分流块145相联通，分流块145和灭菌箱142侧壁紧固连接，喷射器144有若干个，若干个喷射器144均匀安装在上封板146内部，分流块145通过若干根软管分别和各个喷射器144相联通，上封板146安装在灭菌箱142内部上侧，上封板146上设置有若干个流通孔147，流通孔147位于不同的喷射器的间隙中，灭菌箱142上方通过管道和培养箱组件2相连接。循环泵141将灭菌箱142底部的灭菌液输入到分流块145中，分流块145将灭菌液分别输送给各个喷射器144，喷射器144将灭菌液积攒到一定程度后一次性喷出。外界气流在进气盘处被分散成多股气流，多股气流分散成多个气泡上浮，气泡在上浮的过程中会相互聚集形成大气泡，大气泡会影响气体和灭菌液的充分接触，从喷射器144喷出的灭菌液对气泡形成射流冲击，大气泡被击碎，分散成多个小气泡，小气泡在射流周围旋转，小气泡内部气体翻滚，和灭菌液充分接触。在喷射器144积攒灭菌液的过程中，气泡再次上浮，经过多次射流冲击后气泡进入流通孔147，喷射器144在反复喷射的过程中活塞块会和喷射筒侧壁反复摩擦，摩擦产生的热量会使得上封板温度升高，气体在经过流通孔的过程中，摩擦产生的热量会对气体进行加热，避免进入培养箱21内的气体温度过低。

如图4所示，喷射器144包括喷射筒1441、喷液管1442、活塞块1443、喷射弹簧1444、阀板1445、活动腔1446、调节杆1447，喷射筒1441底部和上封板146内侧底部紧固连接，喷射筒1441顶部通过导管和分流块145相连，喷液管1442一端固定在上封板146内侧底部，喷液管1442另一侧固定在喷射筒1441侧壁上端，喷射筒1441侧壁内部设置有活动腔1446，活动腔1446内安装有阀板1445，阀板1445上设置有液体流通孔，阀板1445一侧固定连接有两根调节杆1447，调节杆1447伸入到喷射筒1441内，喷射筒1441在调节杆1447伸出位置设置有调节槽，活塞块1443设置在喷射筒1441内部，活塞块1443和喷射筒1441滑动连接，喷射弹簧1444也设置在喷射筒1441内，喷射弹簧1444一端和活塞块1443紧固连接，喷射弹簧1444另一端和喷射筒1441内壁底部紧固连接。当灭菌液从分流块145流入喷射筒1441中时，活塞块1443会压缩喷射弹簧1444，当活塞块1443移动到喷射筒1441靠下方位置时，活塞块1443会推动下方的调节杆1447，调节杆1447会带动阀板1445下移，阀板1445下移后阀板1445上的液体流通孔会和喷液管1442导通，喷射弹簧1444会推动活塞块1443将灭菌液加速从喷液管1442射出，等活塞块1443上移碰触到上方的调节杆1447时，阀板1445上移，重新关闭，阀板1445和活动腔1446紧密贴合，在没有外力推动时可保持相对禁止，此时液体流通孔和喷液管1442不导通，喷射筒1441内部再次积蓄液体。通过该装置能够在不需要额外控制部件的前提下实现对灭菌液的加速喷射，并且这种喷射是间歇性的，加速喷射能够提升射流冲击的强度，使气泡能够被冲击的更细碎，间歇性的喷射使得气泡在喷射间隙中能够顺利通过流通孔，避免培养箱21内出现供气不足的情况。

如图1、图6所示，培养箱组件2包括培养箱21、内筒体22、外筒体23、气囊24、第一弹簧25、第二弹簧26、第一移动块27、第二移动块28、卡板部件29、连接块210、环形条211，培养箱21和换气组件1、排气组件3相连接，外筒体23位于培养箱21内部，外筒体23底部和培养箱21内侧底部紧固连接，内筒体22安装在外筒体23内部，内筒体22和外筒体23转动连接，内筒体22的外壁和外筒体23的内壁上覆盖有密封层，内筒体22和外筒体23的侧壁上设置有若干个相同位置的圆孔，内筒体22内壁下方开设有一条形缺口，气囊24一端设置有进气口，气囊24有进气口的一端设置有安装座，安装座贴合进气口位置处设置有开口，安装座和外筒体23侧壁底部紧固连接，气囊24远离进气口的一侧和第一移动块27紧固连接，气囊24内部安装有第一弹簧25，第一弹簧25的弹力方向和进气口的设置方向相同，第二弹簧26一端和第一移动块27紧固连接，第二弹簧26另一端和第二移动块28紧固连接，第二移动块28上侧和连接块210紧固连接，连接块210远离第二移动块28的一端和外筒体23相连接，第一移动块27、第二移动块28贴近外筒体23内壁的一侧设置有卡块，外筒体在对应位置设置有卡槽，卡块和卡槽滑动连接，第二移动块28下方设置有卡板部件29，卡板部件29安装在环形条211上，环形条211和外筒体23侧壁紧固连接。当内筒体22和外筒体23之间发生相对转动后，内筒体22和外筒体23侧壁上的圆孔会从重合状态转变为错位覆盖，通过控制内筒体22和外筒体23的相对转动可以控制内筒体22内部细胞培养液和外部细胞培养液之间的物质交换和气体交换。支原体污染是对微生物细胞培养危害较大的一类问题，由于支原体能通过滤菌器，细胞培养过程中，支原体污染的风险一直居高不下，通常被支原体污染后，细胞内的DNA、RNA及蛋白表达会发生改变，而细胞的生长率一般并未发生显著的影响，因而细胞被支原体污染一般难以察觉。本发明为了解决这一问题，在培养箱21内通过内筒体22又单独圈起一部分的细胞培养液，初始状态时第二移动块28被卡在卡板部件29中不能移动，此时外筒体23和内筒体22的圆孔是错位的，内筒体22内部的细胞培养液与外界隔绝，细胞代谢产生的气体和能量被聚集在内筒体22内部，内筒体22中的气体压强和温度会升高，在温升和气体压强的作用下，细胞培养液会被从进气口挤向气囊24内部，气囊24的膨胀会带动第一移动块27挤压第二弹簧26，当第一移动块27移动碰触到卡板部件29时，卡板部件29的活动卡块291会被按下，第二移动块28转变为可活动状态，第二移动块28带动连接块210移动，连接块210带动内筒体22转动，内筒体22和外筒体23发生相对转动后圆孔重合，内外细胞培养液进行物质交换和气体交换，温度降低和气体压强下降后，第一弹簧25会迫使气囊24复位，第一移动块27和第二移动块28之间设置有连接绳，连接绳保证了第二弹簧26可以被压缩而无法被拉伸，气囊24复位连接绳会拉动第二移动块28缓慢移动到初始位置，卡板部件29重新将第二移动块28卡住。通过这种控制方式，可以使得内筒体22中的细胞培养液每隔一段时间和外界交换一次，间隔时间可以通过第一弹簧25和第二弹簧26的劲度系数来控制。工作人员可以在间隔时间内对培养箱21内部的细胞培养液进行一次检验，通过检验来确定细胞培养液是否被支原体污染，若被污染了及时处理，内筒体22中的细胞培养液作为备份，可以进行二次培养。该设置显著提高了细胞培育器的安全性，工作人员不需要时刻监督细胞培育器内部培养液的变化情况，降低了工作人员的工作量。

如图7、图8所示，卡板部件29包括活动卡块291、卡块弹簧292、活动杆293、活动槽294,环形条211上设置有活动槽294，活动槽294内部底侧设置有导向孔，活动杆293底部伸入导向孔内，活动杆和导向孔滑动连接，卡块弹簧292套在活动杆293上，活动卡块291底部和活动杆293上端紧固连接，卡块弹簧292一端和活动卡块291底部紧固连接，卡块弹簧292另一端和活动槽294底部紧固连接，活动卡块291上方设置有三个卡绊，卡绊一侧设置有斜面。用来对第二移动块28进行限位的两个卡绊竖直面相对，斜面朝外，第三个卡绊设置在靠近第一移动块27的一端，第三个卡绊的斜面朝向第一移动块27，当第一移动块27移动时会挤压第三个卡绊的斜面，活动卡块291会带动活动杆293在导向孔内下移，此时第二移动块28会脱离另外两个卡绊的限制，第二移动块28会在第二弹簧26的作用下弹出，当气囊24收缩时，第一移动块27回移，活动卡块291会在卡块弹簧292的作用下复位，当第二移动块28在第一移动块27的带动下回移到活动卡块291处时，第二移动块28与远离第一移动块27的卡绊的斜面接触，第二移动块28移动到初始位置，活动卡块291再次回弹，第二移动块28再次被卡住。通过这种控制方式能够实现第二移动块28的自动解除锁定和归位再次锁定，提高了装置整体的自动化程度。

如图2所示，排气组件3包括排气管31、排风扇32、单向阀33，排气管31和培养箱21远离换气组件1的一侧紧固连接，排气管31内部安装有排风扇32，排气管31和培养箱21联通位置安装有单向阀33。当培养箱21内部的气体需要排出时，排风扇32在排气管31中形成负压，培养箱21内部的气体会推动单向阀33向外界排出，此时外部气体由于负压的阻力无法和单向阀33中排出的气体形成对流，当气体排出完毕时，单向阀33关闭，气体流动被截止。通过这种单向流通的排气方式可以有效提高装置整体的密闭性，防止外界气体对培养箱21内部造成污染。

本发明的工作原理：当外界的空气被进风风机12吸入螺旋气流腔111中时，气流中含有的较大的杂质颗粒会被过滤网117过滤，螺旋气流腔111会引导气流螺旋上升，气流在螺旋上升的过程中，气流中含有的微小灰尘杂质会在离心现象的作用下分散向螺旋气流腔111的侧壁，灰尘在和侧壁摩擦的过程中会接触到引流槽112，引流槽中的液体将灰尘捕捉排出。外界气流在进气盘处被分散成多股气流，多股气流分散成多个气泡上浮，气泡在上浮的过程中会相互聚集形成大气泡，大气泡会影响气体和灭菌液的充分接触，从喷射器144喷出的灭菌液对气泡形成射流冲击，大气泡被击碎，分散成多个小气泡，小气泡在射流周围旋转，小气泡内部气体翻滚，和灭菌液充分接触。培养箱21中的气体通过排风扇32从排气管31处排出，进气和出气达到平衡。在培养箱21内通过内筒体22又单独圈起一部分的细胞培养液，每隔一段时间细胞培养液会被从进气口挤向气囊24内部，气囊24的膨胀会带动第一移动块27挤压第二弹簧26，当第一移动块27移动碰触到卡板部件29时，卡板部件29的活动卡块291会被按下，第二移动块28转变为可活动状态，第二移动块28带动连接块210移动，连接块210带动内筒体22转动，内筒体22和外筒体23发生相对转动后圆孔重合，内外细胞培养液进行物质交换和气体交换。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述细胞培育器包括换气组件（1）、培养箱组件（2）、排气组件（3），所述换气组件（1）和培养箱组件（2）一端紧固连接，所述排气组件（3）和培养箱组件（2）远离换气组件（1）的一端紧固连接；

所述培养箱组件（2）包括培养箱（21）、内筒体（22）、外筒体（23）、气囊（24）、第一弹簧（25）、第二弹簧（26）、第一移动块（27）、第二移动块（28）、卡板部件（29）、连接块（210）、环形条（211），所述培养箱（21）和换气组件（1）、排气组件（3）相连接，所述外筒体（23）位于培养箱（21）内部，外筒体（23）底部和培养箱（21）内侧底部紧固连接，所述内筒体（22）安装在外筒体（23）内部，内筒体（22）和外筒体（23）转动连接，内筒体（22）的外壁和外筒体（23）的内壁上覆盖有密封层，所述内筒体（22）和外筒体（23）的侧壁上设置有若干个相同位置的圆孔，所述内筒体（22）内壁下方开设有一条形缺口，所述气囊（24）一端设置有进气口，气囊（24）有进气口的一端设置有安装座，所述安装座贴合进气口位置处设置有开口，所述安装座和外筒体（23）侧壁底部紧固连接，所述气囊（24）远离进气口的一侧和第一移动块（27）紧固连接，气囊（24）内部安装有第一弹簧（25），所述第一弹簧（25）的弹力方向和进气口的设置方向相同，所述第二弹簧（26）一端和第一移动块（27）紧固连接，第二弹簧（26）另一端和第二移动块（28）紧固连接，所述第二移动块（28）上侧和连接块（210）紧固连接，所述连接块（210）远离第二移动块（28）的一端和外筒体（23）相连接，所述第一移动块（27）、第二移动块（28）贴近外筒体（23）内壁的一侧设置有卡块，所述外筒体在对应位置设置有卡槽，所述卡块和卡槽滑动连接，所述第二移动块（28）下方设置有卡板部件（29），所述卡板部件（29）安装在环形条（211）上，所述环形条（211）和外筒体（23）侧壁紧固连接。

2.根据权利要求1所述的用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述换气组件（1）包括除尘部件（11）、进风风机（12）、进气管道（13）、灭菌部件（14），所述灭菌部件（14）通过管道和培养箱组件（2）相连接，所述进气管道（13）一端和灭菌部件（14）相连，进气管道（13）远离灭菌部件（14）的一端和进风风机（12）连接，所述进风风机（12）远离进气管道（13）的一端和除尘部件（11）相连。

3.根据权利要求2所述的用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述除尘部件（11）包括螺旋气流腔（111）、引流槽（112）、出液口（113）、除尘箱（114）、进气口（115）、出气口（116）、过滤网（117），所述螺旋气流腔（111）安装在除尘箱（114）内部，所述进气口（115）安装在除尘箱（114）外壁下侧，所述出气口（116）安装在除尘箱（114）外壁上侧，出气口（116）和进风风机（12）紧固连接，所述螺旋气流腔（111）上方开口和出气口（116）相连，螺旋气流腔（111）下方开口和进气口（115）相连，螺旋气流腔（111）侧壁设置有多条引流槽（112），所述引流槽（112）上端设置有出液口（113），引流槽（112）下端延伸到进气口（115）位置，所述过滤网（117）安装在进气口（115）外侧，过滤网（117）和进气口（115）紧固连接。

4.根据权利要求3所述的用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述灭菌部件（14）包括循环泵（141）、灭菌箱（142）、进气盘（143）、喷射器（144）、分流块（145）、上封板（146）、流通孔（147），所述进气盘（143）安装在灭菌箱（142）内部，进气盘（143）位于灭菌箱（142）下侧，进气盘（143）上设置有若干个气流孔，进气盘（143）侧边设置有气流连接管，所述气流连接管伸出灭菌箱（142）外，气流连接管伸出灭菌箱（142）外的一端和进气管道（13）远离除尘部件（11）的一端紧固连接，所述循环泵（141）安装在灭菌箱（142）外部侧壁上，循环泵（141）下端通过管道和灭菌箱（142）内部底侧相联通，循环泵（141）上端通过管道和分流块（145）相联通，所述分流块（145）和灭菌箱（142）侧壁紧固连接，所述喷射器（144）有若干个，若干个喷射器（144）均匀安装在上封板（146）内部，所述分流块（145）通过若干根软管分别和各个喷射器（144）相联通，所述上封板（146）安装在灭菌箱（142）内部上侧，上封板（146）上设置有若干个流通孔（147），所述流通孔（147）位于不同的喷射器的间隙中，所述灭菌箱（142）上方通过管道和培养箱组件（2）相连接。

5.根据权利要求4所述的用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述喷射器（144）包括喷射筒（1441）、喷液管（1442）、活塞块（1443）、喷射弹簧（1444）、阀板（1445）、活动腔（1446）、调节杆（1447），所述喷射筒（1441）底部和上封板（146）内侧底部紧固连接，喷射筒（1441）顶部通过导管和分流块（145）相连，所述喷液管（1442）一端固定在上封板（146）内侧底部，喷液管（1442）另一侧固定在喷射筒（1441）侧壁上端，所述喷射筒（1441）侧壁内部设置有活动腔（1446），所述活动腔（1446）内安装有阀板（1445），所述阀板（1445）上设置有液体流通孔，阀板（1445）一侧固定连接有两根调节杆（1447），所述调节杆（1447）伸入到喷射筒（1441）内，所述喷射筒（1441）在调节杆（1447）伸出位置设置有调节槽，所述活塞块（1443）设置在喷射筒（1441）内部，活塞块（1443）和喷射筒（1441）滑动连接，所述喷射弹簧（1444）也设置在喷射筒（1441）内，喷射弹簧（1444）一端和活塞块（1443）紧固连接，喷射弹簧（1444）另一端和喷射筒（1441）内壁底部紧固连接。

6.根据权利要求1所述的用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述卡板部件（29）包括活动卡块（291）、卡块弹簧（292）、活动杆（293）、活动槽（294）,所述环形条（211）上设置有活动槽（294），活动槽（294）内部底侧设置有导向孔，所述活动杆（293）底部伸入导向孔内，活动杆和导向孔滑动连接，所述卡块弹簧（292）套在活动杆（293）上，所述活动卡块（291）底部和活动杆（293）上端紧固连接，所述卡块弹簧（292）一端和活动卡块（291）底部紧固连接，卡块弹簧（292）另一端和活动槽（294）底部紧固连接，所述活动卡块（291）上方设置有三个卡绊，所述卡绊一侧设置有斜面。

7.根据权利要求1所述的用于生物反应装置的细胞培育器，其特征在于：所述排气组件（3）包括排气管（31）、排风扇（32）、单向阀（33），所述排气管（31）和培养箱（21）远离换气组件（1）的一侧紧固连接，所述排气管（31）内部安装有排风扇（32），所述排气管（31）和培养箱（21）联通位置安装有单向阀（33）。

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