CN205590715U - 一种用于细胞灌注培养的控温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种用于细胞灌注培养的控温系统，涉及细胞培养技术领域，为了给细胞提供一个具有稳定温度的培养平台，且可以将细胞新陈代谢物低温保存而发明。一种用于细胞灌注培养的控温系统，包括：细胞培养装置，细胞培养装置包括反应器、由导热材料制成的反应器基座以及用于对反应器基座加热的加热装置，反应器基座上开设有用于安装反应器的反应器安装槽，反应器包括培养室以及与培养室连通的废液输出管；废液处理装置，废液处理装置包括废液存储管和制冷装置，废液存储管与废液输出管连通，制冷装置可对废液存储管制冷。本实用新型用于细胞灌注培养的温度控制。

Description

一种用于细胞灌注培养的控温系统

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种用于细胞灌注培养的控温系统。

背景技术

细胞培养泛指所有体外培养，其含义是指从动物活体体内取出组织，通过机械的方法或酶消化的方法将组织分离成单细胞，模拟体内生理环境等特定的体内条件下，进行孵育培养，使之生存并生长。

现有的细胞培养方式分为两种，一种为静态培养，通常使用培养瓶或者培养皿，将细胞置于培养器皿中，人为观察其生产状态，并不定时给予换液，为细胞提供充足的养分；另一种为灌注式培养，即将细胞接种于反应器内，可为细胞或组织源源不断的提供培养液供其生长。

静态培养的方式中，培养液需定期更换，静态培养系统不能保持环境恒定，人工操作的效率和精度不高，且易对培养环境造成污染。灌注式培养可减少人工操作从而减少污染的几率，但是，由于需要连续不断的为细胞提供新鲜培养液，反应器一直和培养液连通，不易将反应器置于具有稳定的温度的培养箱中，使其反应器周围的温度很难保持恒定，且在一些特殊实验要求中，需要对细胞的新陈代谢物进行分析，细胞新陈代谢物的保存又需要较低的温度，而现有技术很难在对反应器加热的情况下将细胞新陈代谢物低温保存。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种用于细胞灌注培养的控温系统，可以为细胞提供一个具有稳定温度的培养平台，且可以将细胞新陈代谢物低温保存。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种用于细胞灌注培养的控温系统，包括：细胞培养装置，所述细胞培养装置包括反应器、由导热材料制成的反应器基座以及用于对反应器基座加热的加热装置，所述反应器基座上开设有用于安装反应器的反应器安装槽，所述反应器包括培养室以及与所述培养室连通的废液输出管；废液处理装置，所述废液处理装置包括废液存储管和制冷装置，所述废液存储管与所述废液输出管连通，所述制冷装置可对所述废液存储管制冷。

进一步地，所述加热装置为设置在所述反应器基座下方的加热板，所述加热板与所述反应器基座下表面贴合。

更进一步地，围绕所述反应器基座的侧壁外表面贴合有导热板，所述导热板与所述加热板抵接。

更进一步地，所述加热板采用PID控制器控制温度。

进一步地，所述反应器还包括与所述培养室连通的培养液输入管。

更进一步地，所述反应器基座的上表面开设有用于安装所述培养液输入管的输入管安装槽以及用于安装所述废液输出管的输出管安装槽，所述反应器安装槽位于所述输入管安装槽和所述输出管安装槽之间且分别与所述输入管安装槽和所述输出管安装槽贯通。

更进一步地，所述输入管安装槽的长度大于所述输出管安装槽的长度。

进一步地，所述废液处理装置还包括用于安装废液存储管的存储管安装盒，所述存储管安装盒至少有一侧壁由导热材料制成，围绕所述存储管安装盒周围设置有隔热材料，所述制冷装置设置于所述存储管安装盒由导热材料制成的侧壁外表面上。

更进一步地，所述制冷装置为半导体制冷片，所述半导体制冷片包括制冷面和散热面，所述制冷面与所述存储管安装盒壁面接触，所述散热面连接有散热器；所述废液处理装置还包括由隔热材料围成盒状结构的外壳，以及在所述外壳一侧壁面设置的连通所述废液处理装置内外的风扇，所述外壳与所述存储管安装盒之间形成有空气对流通道，所述散热器位于所述空气对流通道入口处，所述风扇位于所述空气对流通道出口处。

进一步地，所述存储管安装盒上部设有开口，所述开口处设有由隔热材料制成的盖体，所述盖体可将所述开口密封，所述盖体开设有与所述存储管安装盒内部连通的通孔，所述通孔用于安装所述废液存储管。

本实用新型实施例提供的用于细胞灌注培养的控温系统，在细胞培养装置中，设置了由导热材料制成的反应器基座，以及用于对反应器基座加热的加热装置，反应器安装在反应器基座的反应器安装槽中，反应器基座将加热装置的热量传递给反应器，使反应器保持恒定的温度，同时，还设置了废液处理装置，废液存储管可收集细胞的新陈代谢物，通过制冷装置对废液存储管制冷，使废液存储管可处于较低的温度环境中，进而可低温保存细胞新陈代谢物。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于细胞灌注培养的控温系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于细胞灌注培养的控温系统中细胞培养装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的用于细胞灌注培养的控温系统中反应器基座的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的用于细胞灌注培养的控温系统中存储管安装盒上的盖体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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实用新型中的具体含义。

本实用新型的实施例提供一种用于细胞灌注培养的控温系统，如图1所示，包括：细胞培养装置1，细胞培养装置1包括反应器2、由导热材料制成的反应器基座3以及用于对反应器基座3加热的加热装置4，反应器基座3上开设有用于安装反应器2的反应器安装槽31，反应器2包括培养室21以及与培养室21连通的废液输出管22；废液处理装置5，废液处理装置5包括废液存储管51和制冷装置52，废液存储管51与废液输出管22连通，制冷装置52可对废液存储管22制冷。

本实用新型实施例提供的用于细胞灌注培养的控温系统，如图1所示，在细胞培养装置1中，设置了由导热材料制成的反应器基座3，以及用于对反应器基座3加热的加热装置4，反应器2安装在反应器基座3的反应器安装槽31中，反应器基座3将加热装置4的热量传递给反应器2，使反应器2保持恒定的温度，同时，还设置了废液处理装置5，废液存储管51可收集细胞的新陈代谢物，通过制冷装置52对废液存储管51制冷，使废液存储管51处于较低的温度环境中，进而可低温保存细胞新陈代谢物。

加热装置4用于对反应器基座3加热，可以是设置在反应器基座3下方的加热管或加热板，可采用风扇将热量吹到反应器基座3上进行加热，为了使细胞培养区的结构紧凑，且加热效果更好，如图2所示，加热装置4为设置在反应器基座3下方的加热板，加热板与反应器基座3下表面贴合。将加热装置4设为加热板，且与反应器基座3下表面贴合，使结构紧凑，且其与反应器基座3下表面贴合，相比风扇吹送热量的方式，加热效果更好。

为了进一步提高加热效果，如图2所示，围绕反应器基座3的侧壁外表面贴合有导热板6，导热板6与加热板抵接。这样，通过导热板6的热传递，可对反应器基座3的侧壁进行加热，使加热效果更好，且有利于反应器2周围温度分布均匀。

为了使温度的控制更加准确，加热板采用PID控制器控制温度。PID控制器(Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使加热的温度更加准确。

如图1所示，反应器2还包括与培养室21连通的培养液输入管23。反应器2培养室21中的培养液由输入管23输入。

如图3所示，反应器基座3的上表面开设有用于安装培养液输入管23的输入管安装槽32以及用于安装废液输出管22的输出管安装槽33，反应器安装槽31位于输入管安装槽32和输出管安装槽33之间且分别与输入管安装槽32和输出管安装槽33贯通。这样，培养液输入管23可安装在输入管安装槽32中，废液输出管22可安装在输出管安装槽33中，方便对细胞培养的操作。同时，由于反应器基座3由导热材料制成，这样可对安装在输入管安装槽32中的培养液输入管23进行加热，即对进入培养室21的培养液进行预热。

为了提高预热效果，如图3所示，输入管安装槽32的长度大于输出管安装槽33的长度。使输入管安装槽32的长度增加，增加了培养液输入管23处于输入管安装槽32中的长度，进而提高了预热效果。

废液处理装置5中，制冷装置52可对废液存储管51制冷，可以是直接对废液存储管51制冷，也可以设置一个可安装废液存储管51的与外界密封的空间，对整个空间内制冷，相比较来说，直接对废液存储管51制冷的方案，不能有效利用资源，且不利于对多个废液存储管51制冷，因此，如图1所示，废液处理装置5还包括用于安装废液存储管51的存储管安装盒53，存储管安装盒53至少有一侧壁由导热材料制成，围绕存储管安装盒53周围设置有隔热材料，制冷装置52设置于存储管安装盒53由导热材料制成的侧壁外表面上。通过由导热材料制成存储管安装盒53为多个废液存储管51提供一个与外界密封的空间，可以一次对多个废液存储管51进行制冷。

需要说明的是，存储管安装盒53至少有一侧壁由导热材料制成，可以是全部由导热材料制成，或如图1所示，只有一侧壁531由导热材料制成，制冷装置安装在由导热材料制成的侧壁531外表面上，相比较而言，由于制冷的面积是有限的，全部由导热材料制成的方案中，可能导致能力损失，使制冷效率降低，因此，优选采用只有一侧壁由导热材料制成，且制冷装置安装在由导热材料制成的侧壁外表面上的方案。其中，导热材料可为铝制材料，同时，其他壁面可采用树脂材料，以稳定结构。另外，为了降低成本，方便更换，废液存储管51采用一次性血液收集管；为了防止异物掉落到废液存储管51内，参照图1，在废液存储管51上方设置有存储管盖511，存储管盖511为橡胶材料制成，由于设置了存储管盖511，可在废液输出管22与废液存储管51连接的一端安装针头，将针头直接插入存储管盖511，使废液输出管22与废液存储管51连通，同时，为了使废液收集进废液存储管51时排气，在存储管盖511上可设置通气针头512。

制冷装置52可以为风冷、水冷或半导体制冷片制冷，相比较来说，半导体制冷的尺寸可很小、重量轻，不受空间的影响，且通过调节电流大小，可改变制冷速率，其作用速度快，使用寿命长，因此，制冷装置52为半导体制冷片，半导体制冷片包括制冷面和散热面，如图1所示，制冷面与存储管安装盒53壁面接触，散热面连接有散热器54。散热器54可采用风冷、水冷或导热材料散热的方式，其中，风冷的方式不需要散热器54与散热面接触，水冷和导热材料散热的方式需要散热器54与散热面接触。为了使半导体制冷片的制冷效果更佳，如图1所示，废液处理装置还包括由隔热材料围成盒状结构的外壳55，以及在外壳55一侧壁面设置的连通废液处理装置5内外的风扇56，外壳55与存储管安装盒53之间形成有空气对流通道，散热器54位于空气对流通道入口处，风扇56位于空气对流通道出口处。这样，散热器54与风扇56之间形成空气对流通道，由于散热器54与半导体制冷片的散热面接触，可以更快的对散热面散热，使制冷面的制冷更高效，效果更佳。

存储管安装盒53与外界密封，可以是一体成型的结构，也可以是设有开口，以及可将开口密封的盖体，但是，由于安装废液存储管51需要，可开设有与废液存储管51相配合的安装孔，相比较而言，一体成型的结构安装孔设置好后，仅能适配与安装孔可配合的废液存储管51，无法更换，而设置盖体的方案可制作多个可与不同规格废液存储管51配合的安装孔，进而可以灵活更换。因此，如图1所示，存储管安装盒53上部设有开口，开口处设有由隔热材料制成的盖体532，盖体532可将开口密封，如图4所示，盖体532开设有与存储管安装盒53内部连通的通孔533，通孔533用于安装废液存储管51。这样，盖体532可将开口密封，使存储管安装盒53内部空间与外界密封，进而提高制冷效果，同时，盖体532上设置的通孔533可用来安装废液存储管51。

需要说明的是，通孔533与废液存储管51的配合较佳地为紧密配合或过盈配合，这样是为了保持存储管安装盒53内部空间与外界密封。另外，盖体532可为平板状，盖设于开口处，可以粘接或卡接，当然，也可以如图4所示，盖体532还包括有平板部5321和用来支撑平板部5321的支撑部5322，平板部5321的外轮廓与开口的轮廓相匹配，可将存储管安装盒53与外界密封。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，包括：

细胞培养装置，所述细胞培养装置包括反应器、由导热材料制成的反应器基座以及用于对反应器基座加热的加热装置，所述反应器基座上开设有用于安装反应器的反应器安装槽，所述反应器包括培养室以及与所述培养室连通的废液输出管；

废液处理装置，所述废液处理装置包括废液存储管和制冷装置，所述废液存储管与所述废液输出管连通，所述制冷装置可对所述废液存储管制冷。

2.根据权利要求1所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述加热装置为设置在所述反应器基座下方的加热板，所述加热板与所述反应器基座下表面贴合。

3.根据权利要求2所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，围绕所述反应器基座的侧壁外表面贴合有导热板，所述导热板与所述加热板抵接。

4.根据权利要求3所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述加热板采用PID控制器控制温度。

5.根据权利要求1所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述反应器还包括与所述培养室连通的培养液输入管。

6.根据权利要求5所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述反应器基座的上表面开设有用于安装所述培养液输入管的输入管安装槽以及用于安装所述废液输出管的输出管安装槽，所述反应器安装槽位于所述输入管安装槽和所述输出管安装槽之间且分别与所述输入管安装槽和所述输出管安装槽贯通。

7.根据权利要求6所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述输入管安装槽的长度大于所述输出管安装槽的长度。

8.根据权利要求1所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述废液处理装置还包括用于安装废液存储管的存储管安装盒，所述存储管安装盒至少有一侧壁由导热材料制成，围绕所述存储管安装盒周围设置有隔热材料，所述制冷装置设置于所述存储管安装盒由导热材料制成的侧壁外表面上。

9.根据权利要求8所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述制冷装置为半导体制冷片，所述半导体制冷片包括制冷面和散热面，所述制冷面与所述存储管安装盒壁面接触，所述散热面连接有散热器；所述废液处理装置还包括由隔热材料围成盒状结构的外壳，以及在所述外壳一侧壁面设置的连通所述废液处理装置内外的风扇，所述外壳与所述存储管安装盒之间形成有空气对流通道，所述散热器位于所述空气对流通道入口处，所述风扇位于所述空气对流通道出口处。

10.根据权利要求8所述的用于细胞灌注培养的控温系统，其特征在于，所述存储管安装盒上部设有开口，所述开口处设有由隔热材料制成的盖体，所述盖体可将所述开口密封，所述盖体开设有与所述存储管安装盒内部连通的通孔，所述通孔用于安装所述废液存储管。