CZ28195U1 - Biologický inkubátor pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, zejména buněčných kultur - Google Patents

Description

Biologický inkubátor pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, zejména buněčných kultur

Oblast techniky

Technické řešení je určeno k využití v oblasti laboratorní biomedicíny a řeší novou konstrukci biologického inkubátoru pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, zejména buněčných kultur.

Dosavadní stav techniky

S rozvojem techniky a technologií se rovněž v oblasti laboratorní biomedicíny požaduje využívání nejnovějších informací v oblasti vybavenosti laboratorních pracovišť, což se rovněž týká konstrukce biologických inkubátorů pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, u nichž je požadováno zajištění specifikovaných klimatických podmínek jak během dlouhodobého provádění testů přímo v laboratořích, tak při přepravě různými dopravními prostředky, a to i na značnou vzdálenost.

V současné době je nabízena k využívání řada biologických inkubátorů různých provedení, které se liší v závislosti na určení jejich používání, na čemž je závislé definování parametrů, atmosféry a funkčních podmínek, jako jsou teplota, vlhkost, složení atmosféry, když se zásadně liší konstrukce inkubátorů pro novorozence, inkubátorů pro uchovávání a přenos lidských embryí a biologických inkubátorů pro pěstování buněčných kultur. Jako příklady těchto provedení je možno uvést zařízení známá ze spisů WO 2014143737, US 2014273191, EP 1619240, EP 1626082, KR 20140052286, US 2003092178, CN 202912965, GB 2499372, US 6297047, JP 2011229409, KR 20090080390, US 2008299652, US 2003033872, US 2010291663, KR 100443252, US 5985653 nebo US 5882918.

Úkolem předkládaného technického řešení je vytvoření konstrukce biologického inkubátoru pro uchovávání a transport buněčných kultur pěstovaných v podmínkách in-vitro s takovým technologickým vybavením, které by umožňovalo přesnou regulaci teploty, obsahu CO₂, dosažení vysoké relativní vlhkosti, umožnění alternativního napájení agregátů z různých zdrojů při zajištění bezpečného uložení kultivačních nádob při přepravě.

Podstata technického řešení

Stanoveného cíle je dosaženo technickým řešením, kterým je biologický inkubátor pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, zejména buněčných kultur, který je tvořen komorou vybavenou elektronickou řídící, signalizační a vyhodnocovací jednotkou, kde vnitřní inkubační prostor komory je jednak upraven pro umístění alespoň jednoho roštu pro uložení a uchycení kultivačních nádob, jednak je u jeho dna uchycena nádoba s vodou pro zajištění udržování požadované hladiny vlhkosti prostředí a jednak jsou na stěnách komory rozmístěny senzor koncentrace CO₂, senzor teploty, minimálně jeden ventilátor, tryska přívodu propojená přes regulační a řídící ventil se zásobníkem CO₂ a minimálně jedno z topných těles, kde podstata řešení spočívá v tom, že elektronická řídící, signalizační a vyhodnocovací jednotka obsahuje snímací a regulační blok, na který jsou napojeny ovládací panel, indikační panel s diodami pro signalizaci nabíjení, regulaci teploty a hladiny CO₂ v inkubačním prostoru a display, přičemž snímací a regulační blok je jednak přes zdrojový spínač napájení řídící elektroniky propojen s přepínačem zdrojů, k němuž jsou paralelně připojeny konektor vnějšího napájení, interní napájecí zdroj vybavený konektorem pro připojení na síť střídavého proudu 230 V a interní akumulátor vybavený nabíječkou, a jednak jsou k němu paralelně připojeny ovladač regulačního a řídícího ventilu. A/D převodník, který je propojený se senzorem koncentrace CO₂ a senzorem teploty, a ovládací člen činnosti topných těles.

Ve výhodném provedení je snímací a regulační blok tvořen mikroprocesorem.

Novým řešením vybavení biologického inkubátoru je umožněno průběžné snímání parametrů v jeho vnitřním inkubačním prostoru při dosažení požadovaných hodnot teploty a obsahu CO₂ v intervalu 5 až 7 minut. Značným přínosem rovněž je, že je umožněno připojení agregátů

-1 CZ 28195 Ul inkubátoru nejen ke zdroji síťového střídavého napětí 230 V, ale rovněž k autobaterii nebo interní akumulátorové baterii. Dalším značným přínosem je to, že inkubátor umožňuje připojení jednak k externímu zdroji CO₂ (tlaková láhev, rozvod CO₂) a zároveň je vybaven svou vlastní interní CO₂ tlakovou lahví. To v kombinaci s interní baterií umožňuje zcela autonomní provoz inkubátoru a to po dobu mnoha hodin, přičemž záleží na četnosti otevírání inkubátoru a rozdílu teplot mezi vnějším a vnitřním prostředím, kterážto vlastnost může mít zásadní využití v podmínkách s nestálým zásobením elektrickou energií a/nebo CO₂ plynem a také při transportu živého biologického materiálu.

Přehled obrázku na výkrese

Konkrétní příklad provedení technického řešení je znázorněn na připojeném výkrese zobrazujícím základní schéma biologického inkubátoru s propojením jeho jednotlivých bloků, jednotek a uzlů.

Schéma, které znázorňuje technické řešení, a následně popsaný příklad konkrétního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu technického řešení.

Příklady provedení technického řešení

Biologický inkubátor je v základním provedení tvořen komorou 2 vybavenou elektronickou řídící, signalizační a vyhodnocovací jednotkou I. Ve vnitřním inkubačním prostoru komory 2 jsou umístěny dva rošty 28 pro uložení a uchycení neznázoměných kultivačních nádob, pod nimiž je u dna uchycena nádoba 27 s vodou pro zajištění udržování požadované hladiny vlhkosti prostředí. Na stěnách komory 2 jsou pak rozmístěny senzor 19 koncentrace CO₂, senzor 26 teploty, dva nad sebou situované ventilátory 24, 25, tryska 18 přívodu propojená přes regulační a řídící ventil 4 se zásobníkem 3 CO₂, například tlakovou lahví, a čtyři v prostoru symetricky rozmístěná topná tělesa 20, 21, 22, 23. Komora je rovněž vybavena řadou standardních neznázoměných konstrukčních prvků, jako jsou například dveřní spínač, úchyty kultivačních nádob apod., které nesouvisí s předmětem ochrany technického řešení, a proto nejsou vyobrazeny a blíže popisovány.

Elektronická řídící, signalizační a vyhodnocovací jednotka I obsahuje ve znázorněném provedení snímací a regulační blok 14 tvořený s výhodou mikroprocesorem, který je jejím základním funkčním prvkem a na který jsou napojeny ovládací panel 9 s neznázoměnými tlačítky pro zapnutí a vypnutí regulace teploty nebo hladiny CO₂, indikační panel 10 s diodami pro signalizaci nabíjení, regulaci teploty a hladiny CO₂ v inkubačním prostoru a display 11 s alfanumerickým zobrazením stavu baterie, teploty a hladiny CO₂ v inkubačním prostoru. Snímací a regulační blok 14 je dále přes zdrojový spínač 13 napájení řídící elektroniky propojen s přepínačem 12 zdrojů, k němuž jsou paralelně připojeny konektor 5 vnějšího napájení z autozásuvky či vnější baterie, interní napájecí zdroj 6 vybavený neznázoměným konektorem pro připojení na síť střídavého proudu 230 V a interní akumulátor 7 vybavený nabíječkou 8 a sloužící pro zajištění provozu inkubátoru během přepravy. Na regulační blok 14 jsou dále paralelně připojeny ovladač 15 regulačního a řídícího ventilu 4, A/D převodník 16 propojený se senzorem 19 koncentrace CO₂ a senzorem 26 teploty a ovládací člen Γ7 činnosti topných těles 20, 21, 22, 23.

Při potřebě využití biologického inkubátoru se po připojení na zvolený zdroj napětí a po uložení kultivačních nádob se vzorky buněčných struktur na rošty 28 nastaví na ovládacím panelu 9 parametry vnitřního prostoru komory 2, které jsou ve snímacím a regulačním bloku 14 vyhodnoceny a je zajištěna jejich realizace prostřednictvím funkčních prvků 15, 16, 17 a souvisejících výkonných prvků 20 až 25.

Prostředí uvnitř komory 2 je pak monitorováno prostřednictvím prvků 19 a 26 a v případě odchylky od zadaných parametrů prostředí je snímacím a regulačním blokem 14 vydán příkaz k jejich korekci na zvolený stav. Při nutnosti přepravy inkubátoru je možno zvolit jeho připojení najeden z možných zdrojů 5, 6, 7 napětí.

-2CZ 28195 Ul

Průmyslová využitelnost

Biologický inkubátor pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, zejména buněčných kultur, je určen k využití především v oblasti laboratorní biomedicíny, kde je u uchovávaných nebo přepravovaných biologických živých vzorků nutno zajistit stabilní prostředí s minimalizací vzniku stresů uložených materiálů, které by mohly být způsobeny vlivem změny teploty, obsahu CO₂ a vlhkosti prostředí.

Claims (2)

1. Biologický inkubátor pro uchovávání a přepravu biologických vzorků, zejména buněčných kultur, který je tvořen komorou (2) vybavenou elektronickou řídící, signalizační a vyhodnocovací jednotkou (1), kde vnitřní inkubační prostor komory (2) je jednak upraven pro umístění alespoň jednoho roštu (28) pro uložení a uchycení kultivačních nádob, jednak je u jeho dna uchycena nádoba (27) s vodou pro zajištění udržování požadované hladiny vlhkosti prostředí a jednak jsou na stěnách komory (2) rozmístěny senzor (19) koncentrace CO₂, senzor (26) teploty, minimálně jeden ventilátor (24, 25), tryska (18) přívodu propojená přes regulační a řídící ventil (4) se zásobníkem (3) CO₂ a minimálně jedno z topných těles (20, 21, 22, 23), vyznačující se tím, že elektronická řídící, signalizační a vyhodnocovací jednotka (1) obsahuje snímací a regulační blok (14), na který jsou napojeny ovládací panel (9), indikační panel (10) s diodami pro signalizaci nabíjení, regulaci teploty a hladiny CO₂ v inkubačním prostoru a display (11), přičemž snímací a regulační blok (14) je jednak přes zdrojový spínač (13) napájení řídící elektroniky propojen s přepínačem (12) zdrojů, k němuž jsou paralelně připojeny konektor (5) vnějšího napájení, interní napájecí zdroj (6) vybavený konektorem pro připojení na síť střídavého proudu 230 V a interní akumulátor (7) vybavený nabíječkou (8), a jednak jsou k němu paralelně připojeny ovladač (15) regulačního a řídícího ventilu (4). A/D převodník (16), který je propojený se senzorem (19) koncentrace CO₂ a senzorem (26) teploty, a ovládací člen (17) činnosti topných těles (20, 21, 22, 23).

2. Biologický inkubátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že snímací a regulační blok (14) je tvořen mikroprocesorem.