CN114437931A - 生物细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物实验设备技术领域，具体涉及一种生物细胞培养装置，该装置包括皿底，所述皿底内部转动连接有培养架和加药架，所述皿底的顶部设置有皿盖，所述培养架包括底座、多个承重杆、多个培养槽，所述加药架包括盛药箱、传送管和多个加药开关。本发明的装置将培养架和加药架均位于皿底内，处于相对封闭的环境中，减少细胞转移并被污染的风险，本发明的装置还可次向较多数量培养槽中添加药物液体，可提高加样效率。

Description

生物细胞培养装置

技术领域

本发明属于生物实验设备技术领域，具体涉及一种生物细胞培养装置。

背景技术

细胞培养是生物实验的重要操作过程，通过不同时间、不同基质、不同添加药物的培养以及观察细胞在不同培养条件下的活力形态等，可以研究细胞及相关基质、药物的性能，研发多种培养基质和药物，或者研发细胞株性能。

目前，培养皿是细胞培养的常见装置之一。现有技术常用的培养皿仅仅包含一个皿盖和一个皿底，其虽然可以一次性培养较大量的细胞，但是无法将不同种类的细胞分开培养。然而，生物实验过程中却需要对不同浓度药物、不同细胞同时进行试验，对于单个平行实验，需要的培养量并不大，所以，本领域技术人员常常多孔板进行细胞培养。但是，多孔板的加样过程是手动的，对于消耗孔数较多的细胞而言，加样效率是比较低的，况且，加样过程需要将多孔板从培养箱中拿出，并转移至无菌操作台中进行，这个过程增加了污染风险。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生物细胞培养装置。

本发明的目的是提供一种生物细胞培养装置，包括皿底，所述皿底内部安装有培养架和加药架，所述皿底的顶部设置有皿盖；

所述培养架包括底座、多个承重杆、多个培养槽，所述底座垂直安装在所述皿底内底部，多个所述承重杆围绕所述底座外周分散分布，每个所述承重杆上均安装有多个所述培养槽；

所述加药架包括盛药箱、传送管和多个加药开关，所述盛药箱安装在所述底座顶部，所述传送管安装在所述盛药箱侧壁上，并且所述传送管的一端与所述盛药箱内部连通，另一端为盲端，所述传送管的管身连通设置有多个所述加药开关；

所述底座与所述皿底内底部转动连接，并且所述底座设有控制其转动的动力装置；或者，所述底座与所述皿底内底部固定连接，所述盛药箱与所述底座转动连接，并且所述底座设有所述动力装置。

优选的，上述生物细胞培养装置，每个所述承重杆与所述皿底内底部之间至少具有5mm的距离，所述加药开关与其正下方对应的所述培养槽之间的距离为0.1-1cm。

优选的，上述生物细胞培养装置，一个所述传送管上对应的所述加药开关的数量与一个所述承重杆上对应的所述培养槽的数量相等。

优选的，上述生物细胞培养装置，所述加药开关与所述传送管连通的通液口直径设置为1-3mm。

优选的，上述生物细胞培养装置，还包括控制器，所述控制器与所述动力装置和每个所述加药开关均电连接。

优选的，上述生物细胞培养装置，所述皿底底部设置为空腔结构，所述皿底底部内部设有多个U形组隔板，所述U形组隔板的数量与所述承重杆的数量相等，所有的所述承重杆可转动至位于各自相应的所述U形组隔板正上方，所述皿底底部开设有允许所述U形组隔板的两个竖直板上下活动的通槽，所述U形组隔板的底部安装有升降装置，所述升降装置与所述控制器电连接。

优选的，上述生物细胞培养装置，所述通槽槽口内边缘设置有一圈可拆卸的吸附层。

优选的，上述生物细胞培养装置，所述皿底底部外壁对应每个所述U形组隔板的位置均设有开口槽，所述开口槽处设有封闭盖，所述升降装置底部与所述皿底的空腔内底部滑动连接，从所述开口槽处可将所述U形组隔板以及其连接的所述升降装置滑出。

优选的，上述生物细胞培养装置，所述传送管与所述底座设置为可拆卸连接。

优选的，上述生物细胞培养装置，所述传送管的数量设置为多个，所述盛药箱内通过多个纵向隔板分隔成多个所述加药区，每个所述传送管对应连通一个所述加药区，每个加药区对应多个所述承重杆上对应的所述培养槽。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的培养架和加药架均位于皿底内，处于相对封闭的环境中，可在皿底与皿盖的接触处设置通风口，通风口处填塞无菌棉以过滤空气。

2、本发明的装置一次向较多数量培养槽中添加药物液体，提高了加样效率，且，由于盛药箱使连同细胞一同放置在培养箱中的，则在培养箱中即可完成加药过程，减少细胞转移并被污染的风险。

3、本发明通过设置控制器，实现液体药物的自动添加，自动化程度高。

附图说明

图1为实施例1的生物细胞培养装置中培养架与皿底连接结构俯视图；

图2为实施例1的生物细胞培养装置中培养架与加药架连接结构立体图；

图3为实施例1的生物细胞培养装置中U形组隔板的使用状态图一；

图4为实施例1的生物细胞培养装置中U形组隔板的使用状态图二；

图5为实施例1的底座与承重杆及培养槽的连接示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

一种生物细胞培养装置，参见图1-5，包括皿底1，皿底1采用圆柱形结构，其内部安装有培养架2和加药架3，培养架2上用于添加培养细胞、培养基质等，加药架3用于向培养架2中的细胞中添加药物液体，皿底1的顶部设置有皿盖，盖合皿盖后，培养架2和加药架3均位于皿底1内，处于相对封闭的环境中，也可在皿底1与皿盖的接触处设置通风口，通风口处填塞无菌棉以过滤空气。

培养架2包括底座21、多个承重杆22、多个培养槽23，底座21竖直且垂直安装在皿底1内底部，底座21与皿底1内底部转动连接，并且底座21设有控制其转动的动力装置，动力装置为旋转电机，多个承重杆22围绕底座21外周呈放射状分散分布，每个承重杆22与皿底1内底部之间至少具有5mm的距离，每个承重杆22上沿其长度方向均安装有多个培养槽23，培养槽23的开口朝上。

加药架3包括盛药箱31、传送管32和多个加药开关33，盛药箱31竖直放置，盛药箱31固定安装在底座21顶部，传送管32安装在盛药箱31侧壁上，并且传送管32的一端与盛药箱31内部连通，传送管32的另一端为盲端，传送管32的管身、可流通液体的位置连通设置有多个加药开关33，一个传送管32上对应的加药开关33的数量与一个承重杆22上对应的培养槽23的数量相等。注意，盛药箱31上设有用于补充药液的开口，开口上密封盖合有箱盖。

利用本发明的装置培养细胞时，将不同种类细胞添加到不同的培养槽23中进行细胞贴壁培养，待添加药物液体放入盛药箱31中，待满足要求后转动底座21，将一个传送管32上对应的加药开关33与一个承重杆22上对应的培养槽23位置调节至上下相对应，开启加药开关33实现加药，一次添加的培养槽23的数量较多，提高了加样效率，另外，由于盛药箱31使连同细胞一同放置在培养箱中的，则在培养箱中即可完成加药过程，减少细胞转移并被污染的风险。待药物作用时间达到要求以后，再取出细胞，测定细胞活性。需要说明的是，由于细胞培养试验添加的药剂体积较小，可将加药开关33与传送管32连通的通液口直径设置为1-3mm之间，便于控制加液量。加药开关33可以选择电磁阀等开关结构。

为了进一步提高加样效率，本发明的皿底1侧壁还设置有控制器，控制器采用现有技术的微型PLC控制器，控制器与动力装置和每个加药开关33均电连接，在控制器中将每个承重杆22及其上安装的培养槽23设置为一组接收目标，则培养架2上连接了多组接收目标，将传送管32及其上对应的多个加药开关33设置为一组加样目标；控制器控制动力装置参照图1所示顺时针或者逆时针方向转动，每转动一次，则一组加样目标与一组接收目标相对应，此时，加药开关33与其正下方对应的培养槽23之间的距离为0.1-1cm，这个距离可防止药液溅出，如果加液体积不多，可采用毫米级别的距离，以使药滴下边缘可与培养槽23接触到，然后在液体界面张力、液滴重力等多重力的作用下使药滴下落，且还能保证加药开关33与培养槽23不接触，防止加药开关33的污染；接着控制器控制加药开关33开启，对相应的培养槽23内添加药物液体，已知加药流量的条件下，通过控制加药时间来控制加药量，加样完毕后，控制器控制加药开关33关闭，本组接收目标加样完毕；接着控制器控制动力装置继续转动，参照上述流程对下一组接收目标进行加药；控制器中预设多个接收目标的加样间隔时间，如果需要研究不同加药时间对细胞的影响，则可将接收目标的加药间隔时间设置为间隔1h、2h等，取样时多个组接收目标中的细胞同时取样即可。上述控制器的设置使得加药自动化进行，大大节约了人力，且还可适用于不同种类细胞和药物不同作用时间的细胞生物实验，实用度广。

优选的，为了实现多种模式的自动加药实验，本发明还包括控制面板，控制面板上具有开关键、同时期加样或者间隔时间加样的按钮，按下开关键，则装置进入待机模式，关闭开关，则控制器关闭。同时期加样模式下，则控制器控制的加药操作是连续进行的，动力装置没有长时间的暂停，在间隔时间加样模式下，动力装置每次暂停长时间，可研究不同加药时间对细胞的影响。控制器还电连接有电池。

为了进一步减少细胞间的污染，皿底1底部设置为空腔结构，皿底1底部内部设有多个U形组隔板11，U形组隔板11的数量与承重杆22的数量相等，所有的承重杆22可转动至位于各自相应的U形组隔板11正上方，皿底1底部与U形组隔板11的两个竖直板相对应的地方均设有通槽，该通槽允许U形组隔板11的两个竖直板上下活动，U形组隔板11的底部安装有升降装置12，升降装置12为电动伸缩杆，其与控制器电连接，在控制器控制加药开关33开启并加药之前，先控制升降装置12上升，并使U形组隔板11将其相应的承重杆22、培养槽23包裹，然后在开启加药开关33加药，加药结束后，控制器控制升降装置12下降，并位于皿底1底部空腔中，加药架3可继续进行转动。

优选的，通槽槽口内边缘设置有一圈可拆卸的吸附层，吸附层与U形组隔板11的两个竖板接触，吸附层可采用无菌棉、脱脂棉等材质，用于吸附误溅到U形组隔板11上的污物，防止其污染下一组接收目标。优选的，皿底1底部外壁对应每个U形组隔板11的位置均设有开口槽，开口槽处设有封闭盖，升降装置12底部与皿底1的空腔内底部滑动连接，拆下封闭盖，从开口槽处可将U形组隔板11以及其连接的升降装置12滑出进行清洁。

优选的，将传送管32与底座21设置为可拆卸连接，则需要使用多少个传送管32，安装多少个传送管32即可，减少器材浪费。具体的底座21的侧壁开设有插槽211，插槽211的内上壁或者内下壁安装有抵接囊212，传送管32的端部可插入插槽211内，并且能与抵接囊212紧密抵接，在外力作用下，将传送管32卡接插入或者取出插槽211。

优选的，可将传送管32的数量设置为多个，盛药箱31内通过多个纵向隔板311分隔成多个加药区，不同加药区用于添加不同浓度或者不同种类的药物，每个传送管32对应连通一个加药区，每个加药区对应多个承重杆22上对应的培养槽23，则对特定浓度或者特定种类的药物，可在相应区域的培养槽23内加样。

实施例2

一种生物细胞培养装置，与实施例1的结构基本相同，区别在于，底座21与皿底1内底部中心处固定连接，盛药箱31与底座21转动连接，并且底座21设有控制盛药箱31转动的动力装置，控制器控制的是盛药箱31的旋转。

需要说明的是，本发明中未特别提及的部件连接关系均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。

需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.生物细胞培养装置，其特征在于，包括皿底(1)，所述皿底(1)内部安装有培养架(2)和加药架(3)，所述皿底(1)的顶部设置有皿盖；

所述培养架(2)包括底座(21)、多个承重杆(22)、多个培养槽(23)，所述底座(21)安装在所述皿底(1)内底部，多个所述承重杆(22)围绕所述底座(21)外周分散分布，每个所述承重杆(22)上均安装有多个所述培养槽(23)；

所述加药架(3)包括盛药箱(31)、传送管(32)和多个加药开关(33)，所述盛药箱(31)安装在所述底座(21)顶部，所述传送管(32)安装在所述盛药箱(31)侧壁上，并且所述传送管(32)的一端与所述盛药箱(31)内部连通，另一端为盲端，所述传送管(32)管身连通设置有多个所述加药开关(33)；

所述底座(21)与所述皿底(1)内底部转动连接，并且所述底座(21)上设有控制其转动的动力装置；或者，所述底座(21)与所述皿底(1)内底部固定连接，所述盛药箱(31)与所述底座(21)转动连接，并且所述底座(21)上设有所述动力装置。

2.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，每个所述承重杆(22)与所述皿底(1)内底部之间至少具有5mm的距离，所述加药开关(33)与其正下方对应的所述培养槽(23)之间的距离为0.1-1cm。

3.根据权利要求2所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，一个所述传送管(32)上对应的所述加药开关(33)的数量与一个所述承重杆(22)上对应的所述培养槽(23)的数量相等。

4.根据权利要求2所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述加药开关(33)与所述传送管(32)连通的通液口直径设置为1-3mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述动力装置和每个所述加药开关(33)均电连接。

6.根据权利要求5所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述皿底(1)底部设置为空腔结构，所述皿底(1)底部内部设有多个U形组隔板(11)，所述U形组隔板(11)的数量与所述承重杆(22)的数量相等，所有的所述承重杆(22)可转动至位于各自相应的所述U形组隔板(11)正上方，所述皿底(1)底部开设有允许所述U形组隔板(11)的两个竖直板上下活动的通槽，所述U形组隔板(11)的底部安装有升降装置(12)，所述升降装置(12)与所述控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述通槽槽口内边缘设置有一圈可拆卸的吸附层。

8.根据权利要求6所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述皿底(1)底部外壁对应每个所述U形组隔板(11)的位置均设有开口槽，所述开口槽处设有封闭盖，所述升降装置(12)底部与所述皿底(1)的空腔内底部滑动连接，从所述开口槽处可将所述U形组隔板(11)以及其连接的所述升降装置(12)滑出。

9.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述传送管(32)与所述底座(21)设置为可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述传送管(32)的数量设置为多个，所述盛药箱(31)内通过多个纵向隔板(311)分隔成多个加药区，每个所述传送管(32)对应连通一个所述加药区，每个所述加药区对应多个所述承重杆(22)上对应的所述培养槽(23)。

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