CN212741393U - 一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，包括：箱体，所述箱体内设置有培养仓，培养仓上方所在的箱体内设置有第一腔室，第一腔室底部设置有与培养仓相连通的观察通道；承载件，水平设置在培养仓内，用于承载培养皿，承载件底部设置有三维移动机构，用于驱动承载件上下运动及水平运动；检测机构，包括体式显微镜及开合装置，所述体式显微镜至少一部分设置在第一腔室内，且体式显微镜的镜头正对所述观察通道，所述开合装置用于打开或闭合所述观察通道。本实用新型的细胞培养箱可以实现在细胞培养过程中，无需拿取培养器皿，并可进行自主进行检测和监测，减少了人工操作造成的污染风险，且不会改变培养箱内外温湿度及破坏细胞活性。

Description

一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱。

背景技术

传统细胞培养箱在对细胞进行培养时，需要实时对培养箱中的细胞数量进行检测或细胞生长状态进行监测，因此就需要将培养器皿反复拿取和放入，由此以来，增添了人工操作的污染风险；另外，因培养箱内外的温差和温湿度的差距，容易破坏细胞的活性。因此现阶段，亟需研发一种能够方便检测细胞数量和监测细胞生长状态的细胞培养箱。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，可以实现在细胞培养过程中，无需拿取培养器皿，并可进行自主检测和监测，减少了人工操作造成的污染风险，且不会改变培养箱内外温湿度及破坏细胞活性。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，包括：

箱体，所述箱体内设置有培养仓，培养仓上方所在的箱体内设置有第一腔室，第一腔室底部设置有与培养仓相连通的观察通道；

承载件，水平设置在培养仓内，用于承载培养皿，承载件底部设置有三维移动机构，用于驱动承载件上下运动及水平运动；

检测机构，包括体式显微镜及开合装置，所述体式显微镜至少一部分设置在第一腔室内，且体式显微镜的镜头正对所述观察通道，所述开合装置用于打开或闭合所述观察通道。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述三维移动机构包括升降装置、第一直线运动装置及第二直线运动装置，所述承载件设置在第二直线运动装置上，所述第二直线运动装置设置在第一直线运动装置上，所述第一直线运动装置设置在升降装置上，所述升降装置水平设置在培养仓内且可沿培养仓竖直方向上下运动，第一直线运动装置用于驱动第二直线运动装置沿培养仓左右方向移动，第二直线运动装置用于驱动承载件沿培养仓前后方向移动。

进一步，优选的，所述升降装置包括升降板、第一滑块、第一滑轨及第一电动推杆，所述第一滑轨至少设置有一对，呈竖直状，且对称固定在培养仓左右侧壁上，所述第一滑块与第一滑轨数量对应，所述升降板的左右两端分别通过第一滑块与第一滑轨相连接，第一电动推杆的伸缩端与升降板的底面固定连接。

更进一步，优选的，所述培养仓下方所在的箱体内还设置有第二腔室，所述培养仓底部设置有与第二腔室相连通的活动孔，所述第一电动推杆的固定端与第二腔室的底面固定连接，第一电动推杆的伸缩端穿过活动孔与升降板的底面固定连接。

进一步，优选的，所述第二直线运动装置设置有一对，且沿升降板的左右两边中心点连线对称设置，所述第二直线运动装置包括立柱、第二滑轨、丝杠、滑台及伺服电机，所述立柱固定设置在升降板上表面，第二滑轨固定设置在立柱上，丝杠转动设置在第二滑轨中，伺服电机固定安装在第二滑轨的一端，且所述伺服电机的输出轴与丝杠固定连接，滑台穿过丝杠并连接在第二滑轨中。

进一步，优选的，所述第一直线运动装置包括第三滑轨及轨道行走装置，所述第三滑轨的两端分别与两个第二直线运动装置中的滑台固定连接，所述第三滑轨呈“工”字型设置，所述轨道行走装置包括行走小车、第一锥齿轮、第二锥齿轮及转动电机，所述承载件固定设置在行走小车的顶面，行走小车两侧底部转动设置有四组行走轮，且行走轮滑动连接在第三滑轨两侧，第一锥齿轮通过转动轴与其中一个行走轮水平连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合传动，转动电机的输出轴与第二锥齿轮固定连接。

所述开合装置包括遮光板及第二电动推杆，所述观察通道两侧所在的第一腔室底面设置有用于卡接遮光板的卡接槽，第二电动推杆的伸缩端与遮光板的一端固定连接，用于推拉遮光板以盖合或打开观察通道。

进一步，优选的，所述箱体顶面设置有操控面板，所述操控面板分别与第一电动推杆、伺服电机、转动电机及第二电动推杆电性连接。

进一步，优选的，所述箱体上还设置有箱门，所述箱门与箱体铰连接，所述箱门上设置有用于对培养仓进行观察的观察窗。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的细胞培养箱，通过在箱体内设置培养仓，为生物细胞培养提供适宜的环境，通过在培养仓内设置承载件，用来放置细胞培养所用的培养皿，通过在培养仓上方的第一腔室内设置体式显微镜，体式显微镜通过第一腔室底部的观察通道可以对承载件上的细胞培养过程进行实时显微镜观察，在承载件底部的三维移动机构的调节下，可以调节细胞在体式显微镜下的最佳成像面，便于对细胞进行清晰的观察和检测，从而进行细胞数量检测和细胞生长状态的监测，从而良好地了解细胞的培养状况，避免细胞频繁拿取出箱外时影响其活性，减少操作污染。

(2)通过设置开合装置，可以对观察通道进行开合，当需要进行细胞检测观察时，通过开合装置打开观察通道，便于体式显微镜的镜头对准观察通道，从而对培养仓内的细胞进行观察。当检测完毕后，需要继续进行细胞培养时，通过开合装置关闭观察通道，防止培养仓内的细胞在长时间培养过程中产生的气体蒸汽通过观察通道凝结在体式显微镜的镜头上，影响体式显微镜的使用。

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为本实用新型公开的细胞培养箱立体结构示意图；

图2为本实用新型公开的三维移动机构的结构示意图；

图3为本实用新型公开的升降装置的结构示意图；

图4为本实用新型公开的第二直线运动装置的立体结构示意图；

图5为本实用新型所述公开的第一直线运动装置的立体结构示意图；

图6为本实用新型所述公开的第一直线运动装置的平面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，包括箱体1，箱体1内设置有培养仓11，培养仓11用来为细胞培养提供温度和湿度适宜的场所。

承载件2，水平设置在培养仓11内，用来承载培养皿，在使用该培养箱进行细胞培养时，可通过将待培养的细胞放置于培养皿中，再将培养皿放置到承载件2上，具体的，本实用新型的承载件2为一托盘状。

培养仓11上方所在的箱体1内设置有第一腔室12，第一腔室12底部设置有与培养仓11相连通的观察通道121。检测机构3，包括体式显微镜31及开合装置32，体式显微镜31至少一部分设置在第一腔室12内，且体式显微镜31的镜头正对观察通道121，为了便于对培养仓11内的细胞进行观察，体式显微镜31的目镜伸出箱体1顶部。开合装置32用于打开或闭合所述观察通道121，当需要进行检测观察时，通过开合装置32开启观察通道121，当进行细胞培养时，通过开合装置32关闭观察通道121，以保持培养仓11为恒定的温湿度环境。

承载件2底部设置有三维移动机构4，用于驱动承载件2上下运动及水平运动。当需要对细胞培养状况进行观察检测时，无需将培养皿从培养仓11中取出，直接通过调节三维移动机构4，可以使承载件2上的细胞在体式显微镜31的视野下呈现最佳的成像面，便于对细胞进行清晰的观察和检测，从而进行细胞数量检测和细胞生长状态的监测，从而良好地了解细胞的培养状况，避免细胞频繁拿取出箱外时影响其活性，减少操作污染。

参照附图2所示，为了能实现承载件2上下运动及水平运动，本实施所采用的三维移动机构4包括升降装置41、第一直线运动装置42及第二直线运动装置43。承载件2设置在第二直线运动装置43上，第二直线运动装置43设置在第一直线运动装置42上，第一直线运动装置42设置在升降装置41上，升降装置41水平设置在培养仓11内且可沿培养仓11竖直方向上下运动，第一直线运动装置42用于驱动第二直线运动装置43沿培养仓11左右方向移动，第二直线运动装置43用于驱动承载件2沿培养仓11前后方向移动。

在上述技术方案的设置下，通过设定培养仓11竖直方向为Z轴，培养仓11左右方向为X轴，培养仓11前后方向为Y轴，观察通道121的中心为原点。升降装置41上下移动，可以调节承载件2在Z轴方向与原点之间的距离；通过第一直线运动装置42，可以调节承载件2在X轴方向与原点之间的距离；通过第二直线运动装置43，可以驱动第一直线运动装置42，从而调节承载件2在Y轴方向与原点之间的距离。由此，根据细胞培养观察视野，来调节细胞在体式显微镜31中的成像面。

参照附图3所示，优选的，升降装置41包括升降板411、第一滑块412、第一滑轨413及第一电动推杆414，第一滑轨413至少设置有一对，呈竖直状，且对称固定在培养仓11左右侧壁上，第一滑块412与第一滑轨413数量对应，所述升降板411的左右两端分别通过第一滑块412与第一滑轨413相连接，第一电动推杆414的伸缩端与升降板411的底面固定连接。采用上述技术方案，通过调节第一电动推杆414的伸缩端的伸长量来驱动升降板411沿Z轴上下移动，升降板411通过左右两端的第一滑块412与第一滑轨413滑动连接，使得升降板411沿第一滑轨413滑动顺畅。在本实施例中，第一滑轨413设置有两对，由此以来，使升降板411在第一滑轨413上移动更加平衡。

在上述实施例中，培养仓11下方所在的箱体1内还设置有第二腔室13，培养仓11底部设置有与第二腔室13相连通的活动孔111，第一电动推杆414的固定端与第二腔室13的底面固定连接，第一电动推杆414的伸缩端穿过活动孔111与升降板411的底面固定连接。采用这样的技术方案，将第一电动推杆414置于培养仓11下方的第二腔室13内，可以节省培养仓11在竖直方向的空间，使得培养仓11在有限的空间内更容易保持恒定的温度和湿度环境。

参照附图4所示，第二直线运动装置43设置有一对，且沿升降板411的左右两边中心点连线对称设置，第二直线运动装置43包括立柱431、第二滑轨432、丝杠433、滑台434及伺服电机435，立柱431固定设置在升降板411上表面，第二滑轨432固定设置在立柱431上，丝杠433转动设置在第二滑轨432中，伺服电机435固定安装在第二滑轨432的一端，且所述伺服电机435的输出轴与丝杠433固定连接，滑台434穿过丝杠433并连接在第二滑轨432中。

采用这样的技术方案，通过设置立柱431，可以将第二滑轨432沿升降板411的上表面抬升起一定高度，避免第二直线运动装置43在移动的过程中接触到升降板411。伺服电机435在转动的过程中驱动丝杠433进行转动，丝杠433在转动的过程中带动滑台434沿第二滑轨432在X轴方向移动，两个第二直线运动装置43上滑台434之间安装第一直线运动装置42，由此以来，第二直线运动装置43在工作的过程中可以带动第一直线运动装置42沿X轴方向移动。

参照附图5和6所示，第一直线运动装置42包括第三滑轨420及轨道行走装置421，第三滑轨420的两端分别与两个第二直线运动装置43中的滑台434固定连接，由此以来，滑台434在沿第二滑轨432移动的过程中，可以带动第三滑轨420在X轴方向移动。第三滑轨420呈“工”字型设置，轨道行走装置421包括行走小车4211、第一锥齿轮4212、第二锥齿轮4213及转动电机4214，承载件2固定设置在行走小车4211的顶面，行走小车4211两侧底部转动设置有四组行走轮4215，且行走轮4215滑动连接在第三滑轨420两侧，第一锥齿轮4212通过转动轴与其中一个行走轮4215水平连接，第二锥齿轮4213与第一锥齿轮4212啮合传动，转动电机4214的输出轴与第二锥齿轮4213固定连接。采用上述技术方案，通过设置“工”字型第三滑轨420，可以使行走小车4211底部的四组行走轮4215与第三滑轨420的两侧滑动连接，从而使得行走小车4211只能沿第三滑轨420在Y轴方向移动。通过转动电机4214的转动，驱动第二锥齿轮4213转动，第二锥齿轮4213转动的过程中驱动第一锥齿轮4212转动，第一锥齿轮4212通过转动轴驱动其中一个行走轮4215转动，行走轮4215在转动的过程中沿第三滑轨420滑移，从而带动行走小车4211在Y轴方向移动，进而使得行走小车4211带动承载件2在Y轴方向移动。

开合装置32包括遮光板321及第二电动推杆322，观察通道121两侧所在的第一腔室12底面设置有用于卡接遮光板321的卡接槽122，第二电动推杆322的伸缩端与遮光板321的一端固定连接，用于推拉遮光板321以盖合或打开观察通道121。采用上述技术方案，当需要进行细胞检测或监测时，通过第二电动推杆322拉动遮光板321，遮光板321沿卡接槽122平移，从而打开观察通道121，便于体式显微镜31的镜头对准观察通道121，进而对培养仓11内的细胞进行观察。当检测或监测完毕后，需要继续进行细胞培养时，通过第二电动推杆322推动遮光板321，遮光板321沿卡接槽122平移观察通道121进行封闭，防止培养仓11内的细胞在长时间培养过程中产生的气体蒸汽通过观察通道121凝结在体式显微镜31的镜头上，影响体式显微镜31的使用。

本实用新型的箱体1顶面设置有操控面板5，操控面板5分别与第一电动推杆414、伺服电机435、转动电机4214及第二电动推杆322电性连接。通过操控面板5上的操控按钮或旋钮调节第一电动推杆414伸缩端的伸长量，从而调节承载件2在Z轴方向的位置；通过操控面板5上的操控按钮或旋钮调节伺服电机435的正转和反转，来调节承载件2在X轴方向的位置；通过操控面板5上的操控按钮或旋钮调节转动电机4214的正转和反转，来调节承载件2在Y轴方向的位置；通过操控面板5上的操控按钮，启动第二电动推杆322，从而开启或关闭观察通道121。

在本实用新型中，箱体1上还设置有箱门6，箱门6与箱体1铰连接，箱门6上设置有用于对培养仓11进行观察的观察窗61，通过箱门6上的观察窗61，可以对培养仓11内部进行观察。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于，包括：

箱体(1)，所述箱体(1)内设置有培养仓(11)，培养仓(11)上方所在的箱体(1)内设置有第一腔室(12)，第一腔室(12)底部设置有与培养仓(11)相连通的观察通道(121)；

承载件(2)，水平设置在培养仓(11)内，用于承载培养皿，承载件(2)底部设置有三维移动机构(4)，用于驱动承载件(2)上下运动及水平运动；

检测机构(3)，包括体式显微镜(31)及开合装置(32)，所述体式显微镜(31)至少一部分设置在第一腔室(12)内，且体式显微镜(31)的镜头正对所述观察通道(121)，所述开合装置(32)用于打开或闭合所述观察通道(121)。

2.如权利要求1所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述三维移动机构(4)包括升降装置(41)、第一直线运动装置(42)及第二直线运动装置(43)，所述承载件(2)设置在第二直线运动装置(43)上，所述第二直线运动装置(43)设置在第一直线运动装置(42)上，所述第一直线运动装置(42)设置在升降装置(41)上，所述升降装置(41)水平设置在培养仓(11)内且可沿培养仓(11)竖直方向上下运动，第一直线运动装置(42)用于驱动第二直线运动装置(43)沿培养仓(11)左右方向移动，第二直线运动装置(43)用于驱动承载件(2)沿培养仓(11)前后方向移动。

3.如权利要求2所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述升降装置(41)包括升降板(411)、第一滑块(412)、第一滑轨(413)及第一电动推杆(414)，所述第一滑轨(413)至少设置有一对，呈竖直状，且对称固定在培养仓(11)左右侧壁上，所述第一滑块(412)与第一滑轨(413)数量对应，所述升降板(411)的左右两端分别通过第一滑块(412)与第一滑轨(413)相连接，第一电动推杆(414)的伸缩端与升降板(411)的底面固定连接。

4.如权利要求3所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述培养仓(11)下方所在的箱体(1)内还设置有第二腔室(13)，所述培养仓(11)底部设置有与第二腔室(13)相连通的活动孔(111)，所述第一电动推杆(414)的固定端与第二腔室(13)的底面固定连接，第一电动推杆(414)的伸缩端穿过活动孔(111)与升降板(411)的底面固定连接。

5.如权利要求3所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述第二直线运动装置(43)设置有一对，且沿升降板(411)的左右两边中心点连线对称设置，所述第二直线运动装置(43)包括立柱(431)、第二滑轨(432)、丝杠(433)、滑台(434)及伺服电机(435)，所述立柱(431)固定设置在升降板(411)上表面，第二滑轨(432)固定设置在立柱(431)上，丝杠(433)转动设置在第二滑轨(432)中，伺服电机(435)固定安装在第二滑轨(432)的一端，且所述伺服电机(435)的输出轴与丝杠(433)固定连接，滑台(434)穿过丝杠(433)并连接在第二滑轨(432)中。

6.如权利要求5所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述第一直线运动装置(42)包括第三滑轨(420)及轨道行走装置(421)，所述第三滑轨(420)的两端分别与两个第二直线运动装置(43)中的滑台(434)固定连接，所述第三滑轨(420)呈“工”字型设置，所述轨道行走装置(421)包括行走小车(4211)、第一锥齿轮(4212)、第二锥齿轮(4213)及转动电机(4214)，所述承载件(2)固定设置在行走小车(4211)的顶面，行走小车(4211)两侧底部转动设置有四组行走轮(4215)，且行走轮(4215)滑动连接在第三滑轨(420)两侧，第一锥齿轮(4212)通过转动轴与其中一个行走轮(4215)水平连接，第二锥齿轮(4213)与第一锥齿轮(4212)啮合传动，转动电机(4214)的输出轴与第二锥齿轮(4213)固定连接。

7.如权利要求6所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述开合装置(32)包括遮光板(321)及第二电动推杆(322)，所述观察通道(121)两侧所在的第一腔室(12)底面设置有用于卡接遮光板(321)的卡接槽(122)，第二电动推杆(322)的伸缩端与遮光板(321)的一端固定连接，用于推拉遮光板(321)以盖合或打开观察通道(121)。

8.如权利要求7所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述箱体(1)顶面设置有操控面板(5)，所述操控面板(5)分别与第一电动推杆(414)、伺服电机(435)、转动电机(4214)及第二电动推杆(322)电性连接。

9.如权利要求1所述的一种具有实时检测和监测功能的细胞培养箱，其特征在于：所述箱体(1)上还设置有箱门(6)，所述箱门(6)与箱体(1)铰连接，所述箱门(6)上设置有用于对培养仓(11)进行观察的观察窗(61)。

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