CN115926983A - 一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，属于生物干细胞存储领域，可以实现通过培养箱与内部卡接的多个培养盒相互配合，可以达到针对不同干细胞所需要的存储培养环境，进行分类存储，大大提高了培养箱对不同干细胞进行存储的适用范围，在存储过程中，通过智能化控制温湿度环境以及电磁力与磁珠的设置，配合培养盒上设置的密封组件，可以达到间断式的连通培养环境与干细胞存储环境，从而提高干细胞的存储培养效果，同时在存取细胞时可以最大程度上减少与外界环境之间的交互，可以一定程度上维持原先的培养环境，变相降低所需能耗，提高干细胞的存活率，有利于提升环保价值。

Description

一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱

技术领域

本发明涉及生物干细胞存储领域，更具体地说，涉及一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱。

背景技术

干细胞是一群未分化的，具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞，已被应用于包括糖尿病、肝硬化和中枢神经系统等疾病的治疗中。干细胞在生物组织、器官的再生与自我修复能力中发挥着重要作用。对于干细胞的培养以及存储需要用到试剂箱进行存储和培养，在培养过程中需要针对性的控制培养存储环境的温度和湿度，从而达到一个恒温恒湿的环境。

传统的试剂箱一般仅通过简单的控制器来控制培养环境的温湿度，智能化程度较低，功能也比较简单，同时还难以在存取干细胞时，保持干细胞培养皿/瓶内环境的稳定性，干细胞培养皿/瓶在脱离试剂箱后，内部环境发生突变，温度与湿度的改变一方面容易影响到干细胞培养，使得培养数据不够准确，另一方面需要额外消耗一定的能耗来重新改变和维持相应的培养环境，此外若培养环境出现大幅度的变化，很容易导致生物干细胞发生损伤甚至是死亡，作为生物垃圾进行处理时较为不便且容易污染环境，因此如何针对干细胞在试剂箱内保持内环境的稳定，同时脱离试剂箱后监测内环境的情况尤为重要，在环保情况上也具有重大的意义。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，可以实现通过培养箱与内部卡接的多个培养盒相互配合，可以达到针对不同干细胞所需要的存储培养环境，进行分类存储，大大提高了培养箱对不同干细胞进行存储的适用范围，在存储过程中，通过智能化控制温湿度环境以及电磁力与磁珠的设置，配合培养盒上设置的密封组件，可以达到间断式的连通培养环境与干细胞存储环境，从而提高干细胞的存储培养效果，同时在存取细胞时可以最大程度上减少与外界环境之间的交互，可以一定程度上维持原先的培养环境，变相降低所需能耗，提高干细胞的存活率，有利于提升环保价值。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，包括培养箱，所述培养箱的外壁上套设有电磁铁环，所述培养箱内分别开设有四个恒温恒湿腔和安装腔，四个所述恒温恒湿腔内均设置有用于营造恒温恒湿环境的恒温器和加湿器，四个所述安装腔内均卡接有培养盒，所述培养盒的顶端开设有限位孔，并通过限位孔卡接有卡接筒，所述卡接筒的底端依次固定连接有多个用于培养存储干细胞的培养皿，四个所述培养盒的弧形面均设置有开设有通气孔，且通气孔内安装有用于判断培养盒内环境是否改变的密封组件和监测组件，通过培养箱与内部卡接的多个培养盒相互配合，可以达到针对不同干细胞所需要的存储培养环境，进行分类存储，大大提高了培养箱对不同干细胞进行存储的适用范围，在存储过程中，通过电磁力与磁珠的设置，配合培养盒上设置的密封组件，可以达到间断式的连通培养环境与干细胞存储环境，从而提高干细胞的存储培养效果，同时干细胞进行存储培养时，其培养盒上的监测组件，可以帮助技术人员快速分辨培养盒内环境的改变，分析判断培养盒的密封性。

进一步，所述密封组件包括密封球，所述密封球设置在通气孔内，且密封球弧形轮廓上限位滑动连接有半球形密封罩，所述半球形密封罩位于培养盒和恒温恒湿腔内壁之间，所述半球形密封罩的弧形轮廓上固定连接有多个簧丝，且多个簧丝远离半球形密封罩的一端固定连接在培养盒上，所述半球形密封罩的直径大小大于通气孔直径大小，通过半球形密封罩与密封球的设置，可以达到对通气孔处进行密封处理，避免培养盒内环境被外界感染，提高干细胞培养环境的稳定性。

进一步，所述监测组件包括限位管，所述限位管内设置有磁珠和形状记忆合金，所述形状记忆合金一端固定连接在密封球的内壁上，且另一端固定连接在磁珠上，所述磁珠的外壁与限位管的内壁限位滑动连接，通过磁珠、形状记忆合金和限位管的设置，可以达到在电磁铁环启动时，电磁铁环的磁吸力会吸引磁珠向电磁铁环处靠近，并带动密封球挤压半球形密封罩进行移动，此时簧丝会受力拉伸，随着密封球的离开，通气孔会被打开，培养盒内环境与恒温恒湿腔处营造的环境相连通，帮助干细胞的培养环境稳定。

进一步，所述半球形密封罩的两端分别设置有两种颜色的浅色区，所述磁珠的外表面涂覆有与两种浅色区颜色不同的荧光染色剂，通过两种浅色区域荧光染色剂的设置，可以达到在磁珠发生移动时，技术人员可以快速分辨温度的变化。

进一步，所述密封球与半球形密封罩采用的材质均为透明材质，所述半球形密封罩靠近密封球的一侧固定连接有用于提升密封性的密封圈，通过透明材质的设置，可以方便技术人员观察，通过密封圈的设置，可以提高半球形密封罩处的密封性。

进一步，两种所述浅色区的分界线位于半球形密封罩的水平中心点上，通过两种浅色区的分界线位于半球形密封罩的水平中心点上，可以达到在形状记忆合金感应到外界温度发生变化时，形状记忆合金的伸长或者缩短，都可以带动磁珠在限位管内进行移动，通过磁珠在两个浅色区内的位置，方便技术人员观察磁珠的位置，判断温度降低还是升高。

进一步，所述培养盒的底端采用磁性材料，所述培养盒的底端磁吸连接有磁性密封板，所述培养箱靠近安装腔处的内壁采用与磁性密封板相适配的磁性材料，通过磁性密封板的设置，可以达到在培养盒插接在安装腔内，磁性密封板位于安装腔的底端，当培养盒被拉出时，培养盒底端会将磁性密封板磁吸起来，并带到安装腔顶部，随后被安装腔处的磁性材料进行吸住，达到培养盒取出后，磁性密封板可以快速对安装腔进行密封。

进一步，所述培养盒内壁的底部固定连接有套环，其中一个所述培养皿卡接在套环内，通过套环的设置，可以达到提升培养皿在培养盒内的稳定性，增强干细胞在培养皿内培养的稳定性。

进一步，所述培养盒上位于通气孔处设置有凹陷坑，所述凹陷坑的深度大于半球形密封罩的半径，通过凹陷坑的设置，可以达到方便培养盒插入安装腔内，方便培养盒的安装。

进一步，所述培养箱的顶部螺接有第三密封盖，四个所述恒温恒湿腔与安装腔靠近顶端处的内壁上分别卡接有第一密封盖和第二密封盖，通过第三密封盖、第一密封盖和第二密封盖的设置，可以达到分别对恒温恒湿腔和安装腔内的环境进行保护，降低恒温恒湿腔与安装腔内环境被外界环境污染的可能性。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过培养箱与内部卡接的多个培养盒相互配合，可以达到针对不同干细胞所需要的存储培养环境，进行分类存储，大大提高了培养箱对不同干细胞进行存储的适用范围，在存储过程中，通过智能化控制温湿度环境以及电磁力与磁珠的设置，配合培养盒上设置的密封组件，可以达到间断式的连通培养环境与干细胞存储环境，从而提高干细胞的存储培养效果，同时在存取细胞时可以最大程度上减少与外界环境之间的交互，可以一定程度上维持原先的培养环境，变相降低所需能耗，提高干细胞的存活率，有利于提升环保价值。

(2)本方案通过半球形密封罩与密封球的设置，可以达到对通气孔处进行密封处理，避免培养盒内环境被外界感染，提高干细胞培养环境的稳定性，通过磁珠、形状记忆合金和限位管的设置，可以达到在电磁铁环启动时，电磁铁环的磁吸力会吸引磁珠向电磁铁环处靠近，并带动密封球挤压半球形密封罩进行移动，此时簧丝会受力拉伸，随着密封球的离开，通气孔会被打开，培养盒内环境与恒温恒湿腔处营造的环境相连通，帮助干细胞的培养环境稳定，同时磁珠与浅色区的设置，可以方便技术人员观察培养盒内环境是否出现明显变化和培养盒的密封性是否出现问题。

(3)本方案通过磁珠、形状记忆合金和限位管的设置，可以达到在电磁铁环启动时，电磁铁环的磁吸力会吸引磁珠向电磁铁环处靠近，并带动密封球挤压半球形密封罩进行移动，此时簧丝会受力拉伸，随着密封球的离开，通气孔会被打开，培养盒内环境与恒温恒湿腔处营造的环境相连通，帮助干细胞的培养环境稳定，电磁铁环间歇性启动施加磁场，可以使得密封球呈往复运动，从而使得恒温恒湿腔处营造的环境和培养盒内环境之间可以频繁交互，对于干细胞培养的温湿度控制更加均匀准确。

(4)本方案两种浅色区的分界线位于半球形密封罩的水平中心点上，通过两种浅色区的分界线位于半球形密封罩的水平中心点上，可以达到在形状记忆合金感应到外界温度发生变化时，形状记忆合金的伸长或者缩短，都可以带动磁珠在限位管内进行移动，通过磁珠在两个浅色区内的位置，方便技术人员观察磁珠的位置，判断温度降低还是升高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明去除第三密封盖的结构示意图；

图3为本发明去除第一密封盖和第二密封盖的结构示意图；

图4为本发明中培养盒的结构示意图；

图5为本发明图4中A区的结构放大示意图；

图6为本发明中培养盒的结构剖视示意图；

图7为本发明中密封组件的结构示意图；

图8为本发明中监测组件的结构示意图。

图中标号说明：

1、培养箱；2、第一密封盖；3、第二密封盖；4、恒温恒湿腔；5、安装腔；6、培养盒；7、磁性密封板；8、电磁铁环；9、卡接筒；10、凹陷坑；11、通气孔；12、簧丝；13、半球形密封罩；14、密封球；15、磁珠；16、形状记忆合金；17、限位管；18、培养皿；19、套环；20、第三密封盖；21、密封组件；22、监测组件。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-8，一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，包括培养箱1，培养箱1的外壁上套设有电磁铁环8，培养箱1内分别开设有四个恒温恒湿腔4和安装腔5，四个恒温恒湿腔4内均设置有用于营造恒温恒湿环境的恒温器和加湿器，此为现有技术，在此不再赘述，四个安装腔5内均卡接有培养盒6，培养盒6的顶端开设有限位孔，并通过限位孔卡接有卡接筒9，卡接筒9的底端依次固定连接有多个用于培养存储干细胞的培养皿18，四个培养盒6的弧形面均设置有开设有通气孔11，且通气孔11内安装有用于判断培养盒6内环境是否改变的密封组件21和监测组件22，通过培养箱1与内部卡接的多个培养盒6相互配合，可以达到针对不同干细胞所需要的存储培养环境，进行分类存储，大大提高了培养箱1对不同干细胞进行存储的适用范围，在存储过程中，通过电磁力与磁珠15的设置，配合培养盒6上设置的密封组件21，可以达到间断式的连通培养环境与干细胞存储环境，从而提高干细胞的存储培养效果，同时干细胞进行存储培养时，其培养盒6上的监测组件22，可以帮助技术人员快速分辨培养盒6内环境的改变，分析判断培养盒6的密封性。

密封组件21包括密封球14，密封球14设置在通气孔11内，且密封球14弧形轮廓上限位滑动连接有半球形密封罩13，半球形密封罩13位于培养盒6和恒温恒湿腔4内壁之间，半球形密封罩13的弧形轮廓上固定连接有多个簧丝12，且多个簧丝12远离半球形密封罩13的一端固定连接在培养盒6上，半球形密封罩13的直径大小大于通气孔11直径大小，通过半球形密封罩13与密封球14的设置，可以达到对通气孔11处进行密封处理，避免培养盒6内环境被外界感染，提高干细胞培养环境的稳定性。

监测组件22包括限位管17，限位管17内设置有磁珠15和形状记忆合金16，形状记忆合金16一端固定连接在密封球14的内壁上，且另一端固定连接在磁珠15上，磁珠15的外壁与限位管17的内壁限位滑动连接，通过磁珠15、形状记忆合金16和限位管17的设置，可以达到在电磁铁环8启动时，电磁铁环8的磁吸力会吸引磁珠15向电磁铁环8处靠近，并带动密封球14挤压半球形密封罩13进行移动，此时簧丝12会受力拉伸，随着密封球14的离开，通气孔11会被打开，培养盒6内环境与恒温恒湿腔4处营造的环境相连通，帮助干细胞的培养环境稳定，电磁铁环8间歇性启动施加磁场，可以使得密封球14呈往复运动，从而使得恒温恒湿腔4处营造的环境和培养盒6内环境之间可以频繁交互，对于干细胞培养的温湿度控制更加均匀准确。

半球形密封罩13的两端分别设置有两种颜色的浅色区，磁珠15的外表面涂覆有与两种浅色区颜色不同的荧光染色剂，通过两种浅色区域荧光染色剂的设置，可以达到在磁珠15发生移动时，技术人员可以快速分辨温度的变化。

密封球14与半球形密封罩13采用的材质均为透明材质，半球形密封罩13靠近密封球14的一侧固定连接有用于提升密封性的密封圈，通过透明材质的设置，可以方便技术人员观察，通过密封圈的设置，可以提高半球形密封罩13处的密封性。

两种浅色区的分界线位于半球形密封罩13的水平中心点上，通过两种浅色区的分界线位于半球形密封罩13的水平中心点上，可以达到在形状记忆合金16感应到外界温度发生变化时，形状记忆合金16的伸长或者缩短，都可以带动磁珠15在限位管17内移动，通过观察磁珠15在对应两个浅色区内的位置，方便技术人员观察磁珠15的位置，判断温度降低还是升高。

培养盒6的底端采用磁性材料，培养盒6的底端磁吸连接有磁性密封板7，培养箱1靠近安装腔5处的内壁采用与磁性密封板7相适配的磁性材料，通过磁性密封板7的设置，可以达到在培养盒6插接在安装腔5内，磁性密封板7位于安装腔5的底端，当培养盒6被拉出时，培养盒6底端会将磁性密封板7磁吸起来，并带到安装腔5顶部，随后被安装腔5处的磁性材料进行吸住，达到培养盒6取出后，磁性密封板7可以快速对安装腔5进行密封。

培养盒6内壁的底部固定连接有套环19，其中一个培养皿18卡接在套环19内，通过套环19的设置，可以达到提升培养皿18在培养盒6内的稳定性，增强干细胞在培养皿18内培养的稳定性。

培养盒6上位于通气孔11处设置有凹陷坑10，凹陷坑10的深度大于半球形密封罩13的半径，通过凹陷坑10的设置，可以达到方便培养盒6插入安装腔5内，方便培养盒6的安装。

培养箱1的顶部螺接有第三密封盖20，四个恒温恒湿腔4与安装腔5靠近顶端处的内壁上分别卡接有第一密封盖2和第二密封盖3，通过第三密封盖20、第一密封盖2和第二密封盖3的设置，可以达到分别对恒温恒湿腔4和安装腔5内的环境进行保护，降低恒温恒湿腔4与安装腔5内环境被外界环境污染的可能性。

工作原理：在需要对不同种类的干细胞进行同时培养存储时，只需要通过多个培养皿18和卡接筒9，对不同种类干细胞进行分类存储，随后将卡接筒9插入培养盒6内，接着将多个存储了不同种类干细胞的培养盒6插接在安装腔5内，然后通过控制每个对应恒温恒湿腔4内的恒温器和加湿器，从而得到针对每个不同种类干细胞所适合的培养存储环境，在培养存储过程中，需要间断打开电磁铁环8，间断产生磁吸力，对密封球14内的磁珠15进行吸引，当磁珠15被吸引时，磁珠15会处于密封球内壁的中心线上，即半球形密封罩13的中心上，也就是两个浅色区的分界线上，方便后续磁珠15变化后的观察，在磁珠15的移动过程中，会带动密封球14推动半球形密封罩13进行移动，达到通气孔11打开的效果，辅助提升恒温恒湿环境与培养盒6内环境的稳定，当需要拿出干细胞进行试验观测时，只需要，打开第二密封盖3，并去除培养盒6，在此过程中，密封组件21与监测组件22，会实时监测培养盒进入到外界后的内环境情况，当密封组件内的半球形密封罩出现漏气问题时，外界的空气会快速进入到培养盒6内，此时密封球14内的形状记忆合金16会感应到温度变化，带动磁珠15进行在限位管17内移动，通过观察磁珠15在半球形密封罩13上两个浅色区上的位置，即可知道内环境内的温度时降低还是升高，及时发现密封失效问题，方便技术人员进行及时检修更换。

值得注意的是，本实施例中还可以通过在试剂箱自带的控制器上集成功能模块的方式，自带的控制器不仅可以控制恒温器和加湿器，例如集成磁场控制模块，通过磁场控制模块可以控制电磁铁环8的磁力大小以及磁力施加时间，磁力施加越大，密封球14的移动动作越大，对于恒温恒湿腔4处营造的环境和培养盒6内环境之间的交互效果越好，频率越高理论上交互效果也越好，但是部分干细胞培养条件在温湿度上并非十分苛刻，因此适当降低磁场大小以及频率，也可以满足培养需求，同时可以降低能耗符合环保需求，对于培养条件对于温湿度较为苛刻的干细胞，则可以适当提高磁场大小以及频率，该功能模块的加入，可以针对不同干细胞的培养进行不同的操作，智能化程度较高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：包括培养箱(1)，所述培养箱(1)的外壁上套设有电磁铁环(8)，所述培养箱(1)内分别开设有四个恒温恒湿腔(4)和安装腔(5)，四个所述恒温恒湿腔(4)内均设置有用于营造恒温恒湿环境的恒温器和加湿器，四个所述安装腔(5)内均卡接有培养盒(6)，所述培养盒(6)的顶端开设有限位孔，并通过限位孔卡接有卡接筒(9)，所述卡接筒(9)的底端依次固定连接有多个用于培养存储干细胞的培养皿(18)，四个所述培养盒(6)的弧形面均设置有开设有通气孔(11)，且通气孔(11)内安装有用于判断培养盒(6)内环境是否改变的密封组件(21)和监测组件(22)。

2.根据权利要求1所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述密封组件(21)包括密封球(14)，所述密封球(14)设置在通气孔(11)内，且密封球(14)弧形轮廓上限位滑动连接有半球形密封罩(13)，所述半球形密封罩(13)位于培养盒(6)和恒温恒湿腔(4)内壁之间，所述半球形密封罩(13)的弧形轮廓上固定连接有多个簧丝(12)，且多个簧丝(12)远离半球形密封罩(13)的一端固定连接在培养盒(6)上，所述半球形密封罩(13)的直径大小大于通气孔(11)直径大小。

3.根据权利要求1所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述监测组件(22)包括限位管(17)，所述限位管(17)内设置有磁珠(15)和形状记忆合金(16)，所述形状记忆合金(16)一端固定连接在密封球(14)的内壁上，且另一端固定连接在磁珠(15)上，所述磁珠(15)的外壁与限位管(17)的内壁限位滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述半球形密封罩(13)的两端分别设置有两种颜色的浅色区，所述磁珠(15)的外表面涂覆有与两种浅色区颜色不同的荧光染色剂。

5.根据权利要求2所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述密封球(14)与半球形密封罩(13)采用的材质均为透明材质，所述半球形密封罩(13)靠近密封球(14)的一侧固定连接有用于提升密封性的密封圈。

6.根据权利要求4所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：两种所述浅色区的分界线位于半球形密封罩(13)的水平中心点上。

7.根据权利要求1所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述培养盒(6)的底端采用磁性材料，所述培养盒(6)的底端磁吸连接有磁性密封板(7)，所述培养箱(1)靠近安装腔(5)处的内壁采用与磁性密封板(7)相适配的磁性材料。

8.根据权利要求1所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述培养盒(6)内壁的底部固定连接有套环(19)，其中一个所述培养皿(18)卡接在套环(19)内。

9.根据权利要求2所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述培养盒(6)上位于通气孔(11)处设置有凹陷坑(10)，所述凹陷坑(10)的深度大于半球形密封罩(13)的半径。

10.根据权利要求1所述的一种生物干细胞存储培养智能环保试剂箱，其特征在于：所述培养箱(1)的顶部螺接有第三密封盖(20)，四个所述恒温恒湿腔(4)与安装腔(5)靠近顶端处的内壁上分别卡接有第一密封盖(2)和第二密封盖(3)。

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