CN212504929U - 自动化细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动化细胞培养装置，具有本体，本体具有培养室以及连通于培养室与外部空间的输液孔，可供使用者于培养室置入细胞培养袋，并将供应培养液给予细胞培养袋的输液管设置穿过输液孔，连接于本体外的输液源，如此，将自动化细胞培养装置的结构简化，能达成小型化、模块化等特点，有利于移动、快速配置、降低成本以及复制堆叠。

Description

自动化细胞培养装置

技术领域

本实用新型涉及细胞培养装置。

背景技术

近年来，受到医学技术进展影响，在药品研发与生产、基因疗法、免疫疗法、细胞疗法等领域均需要大量培养细胞。

现有的细胞培养装置，可参考例如中国台湾TWI670370号专利的记载，主要是以具隔热壁的大型培养箱，将培养基与培养容器连接后分别放置于左右分隔的保冷槽与培养槽中，将保冷槽维持在4℃以保存培养基，将培养槽维持在37℃以进行细胞培养，并以多层式的棚架存放多个培养容器，再利用支柱导引摄影机等测量单元移动并观测各培养容器的细胞培养情形，达成自动化与规模化生产。

前述中国台湾TWI670370号专利的细胞培养装置虽然能提供规模化生产，然而，其细胞培养装置规模较大，左右分隔的保冷槽与培养槽又各需维持在高低不同的温度，需要进一步装设制冷设备，将使细胞培养装置的整体设备更加庞大，非大型实验室或大型医疗院所不能购置。此外，培养槽中具有棚架，虽然能放入多组培养容器，但使用者在进行细胞培养时，需要进一步注意培养容器之间是否彼此干扰、污染，在取出或放入培养容器时是否影响培养槽内部环境的恒定，以及棚架是否会阻碍消毒及维持无菌环境，于实际操作使用时有所不便。

相对于此，另有中国台湾TWI567190号专利所记载的细胞培养箱，是在同样具隔热壁的细胞培养箱中分隔出冷藏室、培养室与泵室，分别放置培养液、培养袋与蠕动泵模块，将细胞培养所需要的主要设备整合于单一箱型装置中，具小型化、快速配置及便于移动的特点。然而，中国台湾TWI567190号专利所记载的细胞培养箱同样兼有冷藏室与培养室，需要在箱内维持高低不同温度，纵使设置真空绝热板，仍不免受到热力自然流动的影响而耗费能源，其次，为了维持冷藏室的低温，细胞培养箱仍然需要装设制冷设备，使细胞培养箱的体积不易进一步缩小，不利于复制堆叠量产，且难以提高空间利用率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的其中一项目的在于提供一种细胞培养装置，将装置中的各部件模块化、小型化，以期能提高进行细胞培养时的空间利用率。

本实用新型提供一种自动化细胞培养装置，供置入细胞培养袋并进行细胞培养，自动化细胞培养装置包括本体，本体具有培养室与输液孔，输液孔连通于培养室与外部空间，以供于细胞培养袋放置于培养室时，输液管能经由输液孔连接于本体外的输液源与培养室内的细胞培养袋之间。

上述的自动化细胞培养装置能进一步包括底座，底座容置于培养室，底座包括摇晃座与载台，摇晃座能带动载台摇晃，载台供该细胞培养袋放置其上。

上述的自动化细胞培养装置中，载台可包括盘体与隔板，盘体供承放水，隔板供承放细胞培养袋，隔板架置于盘体上以分隔盘体中承放的水与细胞培养袋，隔板具有若干开孔以供盘体中承放的水蒸发而散布于培养室中。

上述的自动化细胞培养装置能进一步包括温控模块，温控模块包含加热器与温度感测器，温控模块能感测培养室的温度并选择性地对培养室加热，本体具有第一连接器，加热器与温度感测器电连接于第一连接器，第一连接器自本体表面显露于外。

上述的自动化细胞培养装置能进一步包括二氧化碳模块，二氧化碳模块包括二氧化碳感测器，二氧化碳感测器位于培养室，本体具有第二连接器与输气孔，二氧化碳感测器电连接于第二连接器，第二连接器自本体表面显露于外，输气孔连通于培养室与外部空间，以供本体外的二氧化碳供应源连接。

上述的自动化细胞培养装置中，本体还能进一步具有塞座，塞座由培养室延伸至外部空间，输液孔贯穿并成型于塞座，第一连接器及/或第二连接器能设置于塞座。

上述的自动化细胞培养装置能进一步包括控制模块，第一连接器电连接于控制模块，控制模块经由温度感测器测知培养室的温度，并能够控制加热器启闭。其次，第二连接器电连接于控制模块，控制模块经由二氧化碳模块测知培养室中的二氧化碳浓度，并控制二氧化碳供应源经由输气孔向培养室供应二氧化碳。

利用上述装置，自动化细胞培养装置可供置入细胞培养袋进行细胞培养，并接受外部供应给予培养液，存放培养液所需要的隔热环境与制冷设备无需随附在自动化细胞培养装置的培养室旁，能避免存放培养液所需的低温与培养室的高温互相干扰影响，维持细胞培养环境的恒定，培养室的构造能进一步精简、小型化，并将各部件模块化，有利于消毒、移动、快速配置、降低设置成本并提高空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型自动化细胞培养装置的示意图。

图2为本实用新型自动化细胞培养装置中塞座的示意图。

图3为本实用新型自动化细胞培养装置中底座的立体分解图。

图4为本实用新型自动化细胞培养装置另一实施例的示意图。

附图标记说明：本体10；底壁11；侧壁12；顶盖13；培养室14；观测板15；输液孔16；塞座17；切口171；第一连接器172；第二连接器173；第三连接器174；输气孔175；泄气阀176；底座20；摇晃座21；基座211；驱动杆212；台座213；盘体221；隔板222；加热器31；温度感测器32；二氧化碳感测器41；气瓶连接器51；控制阀52；供气管53；输液管61；保存罐62；输液泵63；控制模块70；细胞培养袋90；二氧化碳高压气瓶91。

具体实施方式

请参考图1，本实用新型提供一种自动化细胞培养装置，可供置入细胞培养袋90进行细胞培养，自动化细胞培养装置包括本体10、底座20、温控模块、二氧化碳模块、二氧化碳供应源、输液源以及控制模块70。

本体10为箱子或盒子状的容器，包括底壁11、侧壁12与顶盖13，侧壁12自底壁11的周围向上延伸，顶盖13可枢摆开阖地设置于侧壁12，而在底壁11、侧壁12与顶盖13之间围构出培养室14，可供放入细胞培养袋90进行细胞培养，底壁11、侧壁12与顶盖13各具隔热夹层，具体而言，底壁11、侧壁12与顶盖13例如是具有内层不锈钢板、外层不锈钢板，以及在内层与外层之间的隔热泡棉夹层或真空夹层的多层结构，使培养室具有隔热、保温能力，较佳者，底壁11与侧壁12中的隔热夹层相互连接为一体，能具有较佳的隔热、保温能力。本体10还具有观测板15，观测板15例如是玻璃或压克力等透明板材，可枢摆开阖地设置于侧壁12，并且位于顶盖13下方，可于使用者开启顶盖13时保持盖阖于培养室14，供使用者观察培养室14内的情况并保持培养室14内的环境稳定。上述底壁11、侧壁12、顶盖13与观测板15为上掀开阖的具体实施态样，惟若改将顶盖、侧壁与底壁制作为一体，另外改于侧壁其中一面设置为上掀或门版式侧掀开阖，并将观测板15改设置于侧壁内部者，也无不可。

本体还具有输液孔16，输液孔16连通于培养室14与外部空间，输送培养液的输液管61能经由输液孔16穿入培养室14并连接于培养室14中的细胞培养袋90，将培养液供予细胞培养袋90，具体而言，请参考第1图与第2图，本体另外具有塞座17，侧壁12的顶缘处具有贯穿内外表面的凹口，塞座17设置于凹口，使塞座17由培养室14延伸至外部空间而贯穿侧壁12的内外表面，输液孔16成型于塞座17并且贯穿塞座17，可供输液管61经由输液孔16穿入培养室14，其中较佳者，塞座17可以是局部或全部由软性塑胶或橡胶制作而具有弹性，输液孔16周围环布数个切缝161，使塞座17能够受挤压小幅度变形，以包覆并适应不同管径的输液管61；塞座17还能具有切口171，切口171自输液孔16延伸至塞座17的顶缘，可供使用者在将输液管61穿过输液孔16时，能经由切口171将输液管61压入输液孔16，以便于安装输液管61。该塞座17还具有第一连接器172、第二连接器173、第三连接器174、输气孔175及泄气阀176，第一连接器172、第二连接器173及第三连接器174分别穿过塞座17而延伸至培养室14及外部空间，输气孔175穿过塞座17，较佳者，输气孔175具有接头，以便于供管体连接，让外部气体经由管体流经输气孔进入培养室，泄气阀176连接于培养室14及外部空间，能于培养室14中气压上升时向外部空间泄气，排出多余气体。上述塞座17与输液孔16的位置，以及第一连接器172、第二连接器173、第三连接器174、输气孔175及泄气阀176的位置仅为本实用新型具体实施例的一，若将塞座17改设置于底壁11、侧壁12或顶盖13的任意边缘、中间或中央等位置，或者略去塞座17，而改将输液孔16、第一连接器172、第二连接器173、第三连接器174、输气孔175及泄气阀176直接成型于底壁11、侧壁12或顶盖13，均属可行。

底座20容置于培养室14，供盛放细胞培养袋90并带动细胞培养袋90摇晃，具体而言，请参考第1图与第3图，底座20

包括摇晃座21与载台，摇晃座21具有基座211、一至数个驱动杆212及台座213，驱动杆212底端设置于基座211，顶端设置于台座213，且基座211能分别带动各个驱动杆212升降移动，使台座213局部受驱动杆212顶升而倾斜摇晃。载台包括盘体221与隔板222，盘体221设置于台座213而随台座一同摇晃，隔板222架置于盘体221上，使隔板222与盘体221之间保有容置空间，隔板222具有多个开孔，使隔板222下方的容置空间经由开孔与培养室14中的其他空间连通。

温控模块至少局部位于培养室14，能侦测并控制培养室14的温度，具体而言，温控模块包括若干加热器31与若干温度感测器32，加热器31与温度感测器32分别设置于侧壁12的内表面，并且电连接于第一连接器172，以供位于培养室14外的控制模块70连接及控制，温度感测器32感测培养室14的温度，加热器31则能受驱动开启加热或停止加热，以将培养室14的温度维持趋近于适合进行细胞培养的目标温度，例如为37℃。需附带一提的是，由于适合进行细胞培养的目标温度通常高于室温，温控模块通常仅需受控制开启或停止对培养室14加热，即可达成控制培养室14温度的目的，惟若依培养室的温度需求而定，温控模块也可能单独包含冷却器或同时包含冷却器与加热器。

二氧化碳模块包括若干二氧化碳感测器41，设置于侧壁12的内表面，并且电连接于第二连接器173，二氧化碳感测器例如是红外线光谱式二氧化碳感测器，能感测周围环境，即培养室14的二氧化碳浓度并输出电信号。

二氧化碳供应源能受控制向培养室14提供二氧化碳，具体而言，二氧化碳供应源包括气瓶连接器51、控制阀52及供气管53，气瓶连接器51可连接于二氧化碳高压气瓶91，自二氧化碳高压气瓶接收二氧化碳，控制阀52连接于气瓶连接器51与供气管53的一端，能受控制启闭并调节从气瓶连接器51供应至供气管53的气体流量，供气管53的另一端则连接于输气孔175。

输液源能受控制向培养室14中的细胞培养袋提供培养液，具体而言，输液源包括输液管61、保存罐62及输液泵63，输液管61一端经由输液孔16延伸进入培养室14并连接于细胞培养袋90，另一端连接于输液泵63，输液泵连接于保存罐62，能受控制启闭并调节从保存罐62供应至输液管61的液体流量，保存罐62供存放细胞培养所使用的培养液，较佳者，保存罐62内具有隔热泡棉夹层或真空夹层，且保存罐62内具有制冷设备，例如冷媒-相变化式制冷设备或热电致冷芯片式制冷设备，使保存罐62内能够保持适于保存培养液的温度，例如4℃。

控制模块70例如是可程序化的系统单芯片，能预先设定程序单独执行后述的控制，或能与电脑连接获取指令再进一步执行控制。控制模块70连接于第一连接器172，能经由第一连接器172与温度感测器32测知培养室14的温度，以经由第一连接器172控制加热器31启闭，使培养室14的温度趋近于适合进行细胞培养的目标温度，例如为37℃。控制模块70连接于第二连接器173与控制阀52，能经由第二连接器173与二氧化碳感测器41测知培养室14中的二氧化碳浓度，以经由控制阀52控制从供气管53与输气孔175流入培养室14中的二氧化碳流量，以使培养室14中的二氧化碳浓度趋近于适合进行细胞培养的二氧化碳浓度，例如体积浓度5％。控制模块70连接于输液泵63，能经由输液泵63控制供应至输液管61与细胞培养袋90的培养液流量，能经程序设定供给流量，例如定时定量供给或依开始细胞培养后所经过的时间长度给予指定流量。控制模块70可进一步连接第三连接器174，并由第三连接器174连接底座20，供应电源给予摇晃座21并控制摇晃座21启闭与摇晃频率及摇晃震幅，惟若省略第三连接器，将摇晃座21改以内置电池方式驱动，也无不可。

利用上述的自动化细胞培养装置，使用者欲进行细胞培养时，能预先配置各部件，先将培养液保存于保存罐62，将气瓶连接器51连接二氧化碳高压气瓶91，并且于底座的盘体倒入水，可以将待执行细胞培养的细胞培养袋90连接输液管61后置入培养室14，并将细胞培养袋90放置于隔板上，隔板可将上方的细胞培养袋90与下方的水分隔，输液管61可由塞座17的切口压入输液孔，即可盖上观测板15与顶盖13，完成安装。

执行细胞培养的过程中，可由控制模块控制培养液流量与二氧化碳流量，底座盘体中的水则能蒸发并经由隔板的开孔散布于培养室中，使培养室中的温度、湿度及二氧化碳浓度保持恒定。其中，为避免培养室中发生温度、湿度及二氧化碳浓度局部不均匀的现象，也可于培养室中增设风扇，促使培养室中的环境均匀化；又为了记录细胞培养过程中的环境条件，也可于培养室中设置湿度感测器，并另经由连接器电连接至控制装置70，供控制装置测知培养室中的湿度值。

上述自动化细胞培养装置设置时，由于本体、二氧化碳供应源及输液源分开设置，使用者也能以同一输液源的保存罐以及同一二氧化碳高压气瓶，增设多组输液泵、输液管、控制阀及供气管，连接多组本体使用，将本体模块化配置，堆叠存放，兼具结构精简、设置成本低以及空间利用率高的特点。

其次，本实用新型自动化细胞培养装置的本体结构单纯，便于安装、设置，同时也易于重复消毒使用，具有易于操作的特点。

在上述实施例中，控制装置具有单独的壳体，能便于以单一控制器控制多组输液泵、控制阀及本体使用，请参考第4图，在本实用新型另一实施例中，也可改将控制装置70结合固定于本体10，以一控制装置70配合一本体10使用，或以一控制装置70配合其本体10及其他不具控制装置的本体使用，也仍具上述相似的使用方式及特点

综上所述，本实用新型的自动化细胞培养装置将各部件模块化，并且将结构精简，使自动化细胞培养装置易于使用、移动、快速配置、降低成本，凭借堆叠方式设置及存放更可提高空间利用率，进一步降低成本。

Claims (10)

1.一种自动化细胞培养装置，供置入一细胞培养袋并进行细胞培养，其特征在于，包含：

一本体，该本体具有一培养室与一输液孔，该输液孔连通于该培养室与外部空间，以供于该细胞培养袋放置于该培养室时，一输液管能经由该输液孔连接于该本体外的一输液源与该培养室内的该细胞培养袋之间。

2.如权利要求1所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：还包含一底座，该底座容置于该培养室，该底座包含一摇晃座与一载台，该摇晃座能带动该载台摇晃，该载台上可供放置该细胞培养袋。

3.如权利要求2所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：该载台包括一盘体与一隔板，该盘体供承放水，该隔板供承放该细胞培养袋，该隔板架置于该盘体上以分隔该盘体中承放的水与该细胞培养袋，该隔板具有复数开孔以供该盘体中承放的水蒸发而散布于该培养室中。

4.如权利要求1所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：还包括一温控模块，该温控模块包含一加热器与一温度感测器，该温控模块能感测该培养室的温度并选择性地对该培养室加热，该本体具有一第一连接器，该加热器与该温度感测器电连接于该第一连接器，该第一连接器自该本体表面显露于外。

5.如权利要求4所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：该本体具有一塞座，该塞座由该培养室延伸至外部空间，该输液孔贯穿并成型于该塞座，该第一连接器设置于该塞座。

6.如权利要求1至4中任一项所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：还包含一二氧化碳模块，该二氧化碳模块包含一二氧化碳感测器，该二氧化碳感测器位于该培养室，该本体具有第二连接器与一输气孔，该二氧化碳感测器电连接于该第二连接器，该第二连接器自该本体表面显露于外，该输气孔连通于该培养室与外部空间，以供该本体外的一二氧化碳供应源连接。

7.如权利要求5所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：还包含一二氧化碳模块，该二氧化碳模块包含一二氧化碳感测器，该二氧化碳感测器位于该培养室，该本体具有第二连接器与一输气孔，该二氧化碳感测器电连接于该第二连接器，该第二连接器自该本体表面显露于外，该输气孔连通于该培养室与外部空间，以供该本体外的一二氧化碳供应源连接。

8.如权利要求7所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：该第二连接器设置于该塞座。

9.如权利要求1至5中任一项所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：还包含一控制模块，该第一连接器电连接于该控制模块，该控制模块经由该温度感测器测知该培养室的温度，该控制模块能够控制该加热器启闭。

10.如权利要求7或8所述的自动化细胞培养装置，其特征在于：还包含一控制模块，该第二连接器电连接于该控制模块，该控制模块经由该二氧化碳模块测知该培养室中的二氧化碳浓度，该控制模块控制该二氧化碳供应源经由该输气孔向该培养室供应二氧化碳。

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