KR20130139042A - 다기능 인큐베이터 - Google Patents

다기능 인큐베이터

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KR20130139042A KR1020120062732A KR20120062732A KR20130139042A KR 20130139042 A KR20130139042 A KR 20130139042A KR 1020120062732 A KR1020120062732 A KR 1020120062732A KR 20120062732 A KR20120062732 A KR 20120062732A KR 20130139042 A KR20130139042 A KR 20130139042A
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Abstract

본 발명은 진탕배양 기능과 로커(Rocker) 기능을 인큐베이터 내부에 일체로 결합하여, 각종 오염원으로부터 배양실의 세포가 노출되는 것을 최대한 방지하여 실험결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 실험에 따른 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 다양한 연구에 사용될 수 있는 다기능 인큐베이터에 관한 것으로, 본 발명의 다기능 인큐베이터는 세포를 배양할 수 있도록 내부에 배양실이 형성되는 챔버와, 상기 배양실 내에 설치되며, 세포가 담겨지는 배양용기가 안착되도록 상하방향으로 일정간격 이격되어 적층되는 복수의 선반과, 상기 선반의 양측 단부가 결합되어 상기 선반을 잡아주기 위한 선반 가이드축과, 상기 선반이 상기 선반 가이드축에 결합된 상태에서 상기 선반을 상하로 왕복시키면서 유동시켜 상기 세포가 담겨지는 배양용기를 흔들어주기 위한 로커(Rocker) 시스템과, 상기 로커 시스템을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 인큐베이터{Multifunctional Incubator}
본 발명은 다기능 인큐베이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인큐베이터 내에 진탕배양 기능과 로커(Rocker) 기능을 수행할 수 있는 장비를 일체로 구비하여, 외부의 장비를 인큐베이터 안으로 들여오지 않아도 되므로, 각종 오염원으로부터 배양실의 세포가 노출되는 것을 최대한 방지하여 실험결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 실험에 따른 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 다양한 연구에 사용될 수 있는 다기능 인큐베이터에 관한 것이다.
세포 배양은 생물체의 조직으로부터 분리된 세포를 인공적인 조건하에서 배양하는 것으로서, 세포는 주변의 환경에 민감하게 영향을 받기 때문에, 온도, 습도, 이산화탄소의 농도 등 세포의 성장에 있어서 최적의 조건을 제공하는 인큐베이터 내에서 세포 배양이 이루어진다.
또한, 인큐베이터의 챔버 내부는 언제나 살균된 상태로 청결하게 유지되어야 하므로 일정 주기로 살균이 이루어져야 하는데, 종래의 인큐베이터에서는 챔버 내부를 살균하기 위한 시스템이 갖추어 지지 않아 인큐베이터의 전원을 오프한 상태에서 챔버의 내부를 알코올 등으로 소독하거나 선반을 별도의 살균기에서 소독하는 등의 방식으로 클리닝이 진행되었다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 한국공개특허 제2012-0005886호에는 챔버 내부가 항상 무균상태로 유지되도록 살균 및 소독기능이 우수한 세포배양용 인큐베이터가 개시되어 있다.
그러나, 선행기술에서는 세포나 조직을 정치시켜 배양하는 정치배양만이 가능하므로, 세포의 분포 및 배지의 성분농도가 균일하지 못하기 때문에, 배양환경의 제어가 어려워지며, 산소공급능도 낮기 때문에 세포의 증식을 최대한 끌어내기에는 문제점이 있다.
따라서, 진탕 배양을 할 수 있는 별도의 장비가 필요하였는데, 종래의 경우, 인큐베이터 내에 진탕 배양을 할 수는 장비가 구비되지 않으므로, 진탕배양을 위해서는 진탕배양 장비를 챔버 내부에 넣어 진탕 배양을 해야 하였다.
이와 같이 진탕 배양을 위해 별도의 장비를 챔버 내부에 넣을 경우에 발생하는 문제점은 첫째, 챔버 내부가 복잡하게 이루어져 공간 활용에 어려움이 있는 것이다.
둘째, 별도의 조절장치가 필요하기 때문에 조작 상에 불편함이 있다.
셋째, 각종 오염원으로부터 노출될 기회가 많아 실험의 결과를 만족할 수 없거나 본래의 연구결과를 쉽게 얻는데 어려움이 있다.
즉, 인큐베이터의 챔버 내부는 언제나 살균된 상태로 청결하게 유지되어야 하는바, 외부 기계 또는 오염된 선 등이 인큐베이터에 유입되는 경우, 세포가 오염원에 노출되어 본래의 실험결과를 얻을 수 없는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인큐베이터 내에 진탕배양 기능과 로커(Rocker) 기능을 수행할 수 있는 장비를 일체로 구비하여, 외부에서 유입되는 오염원을 차단할 수 있도록 하는 다기능 인큐베이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 일반적인 세포나 조직 배양기에 없는 진탕배양 기능과 로커(Rocker) 기능을 결합하여 다양한 연구를 위한 목적으로 사용될 수 있고, 비용과 시간을 절약할 수 있는 다기능 인큐베이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 하나의 제어장치를 이용하여 모든 기능을 제어할 수 있어 조작이 간편하며, 여러 가지 실험 목적에 활용가치가 높은 다기능 인큐베이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 세포를 배양할 수 있도록 내부에 배양실이 형성되는 챔버와, 상기 배양실 내에 설치되며, 세포가 담겨지는 배양용기가 안착되도록 상하방향으로 일정간격 이격되어 적층되는 복수의 선반과, 상기 선반의 양측 단부가 결합되어 상기 선반을 잡아주기 위한 선반 가이드축과, 상기 선반이 상기 선반 가이드축에 결합된 상태에서 상기 선반을 상하로 왕복시키면서 유동시켜 상기 세포가 담겨지는 배양용기를 흔들어주기 위한 로커(Rocker) 시스템과, 상기 로커 시스템을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 다기능 인큐베이터가 제공된다.
본 발명에서, 상기 로커 시스템은 상기 선반 가이드축을 중심으로 상기 선반이 소정의 각도로 기울여지면서 요동하도록 상기 선반의 후단에 결합되는 로커 선반축과, 상기 로커 선반축을 상하직선 왕복운동하도록 하는 구동수단으로 이루어질 수 있다.
상기 구동수단은 구동력을 발생하는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 감속하기 위한 감속기와, 상기 구동모터의 구동축에 끼워지는 편심캠으로 구성되고, 상기 편심캠에 상기 로커 선반축의 상단부가 접하여 상기 구동모터의 회전에 따라 상기 편심캠이 회전하여 상기 로커 선반축을 상하직선 왕복운동시킨다.
또한, 상기 로커 선반축의 상단부에는 상기 편심캠에 접하여 회전하면서 상기 로커 선반축을 상하직선 왕복운동시키기 위한 회전판이 고정될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 로커 선반축의 하단부에는 상기 로커 선반축이 소정깊이 삽입되는 축고정부재가 구비되고, 상기 축고정부재의 내부에는 상기 로커 선반축의 하단을 받쳐주는 탄성스프링이 삽입되어, 상기 편심캠의 회전으로 하방향으로 이동된 로커 선반축이 상기 탄성스프링의 탄성복원력에 의해 상방향으로 복귀하도록 구성할 수 있다.
상기 로커 선반축에는 상기 선반의 후단에 결합되도록 일정간격으로 이격되는 핀부재가 구비되며, 상기 선반의 후단에는 상기 로커 선반축이 삽입가능한 홀이 형성되고, 상기 핀부재가 삽입되어 결합가능한 핀삽입부가 형성될 수 있다.
상기 핀부재는 상기 로커 선반축의 양측으로 설치되고, 상기 핀삽입부는 상기 선반의 후단 가장자리를 'ㄷ'자로 절곡하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 배양실의 하단부에는 세포가 담겨지는 배양용기를 안착시켜 수평으로 선회시키는 진탕배양 시스템이 더 구비될 수 있다.
본 발명에서, 상기 진탕배양 시스템은, 세포가 담겨지는 배양용기를 안착시키는 플레이트 선반을 수평으로 선회시키기 위한 구동력을 발생하는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동력을 전달하기 위한 동력전달수단과, 상기 동력전달수단을 통한 회전력에 의해 편심되어 회전하는 편심 회전판과, 상기 편심 회전판의 회전력을 자기력에 의해 챔버 내부에 전달하여 상기 플레이트 선반을 교반하기 위한 자기력 수단과, 상기 플레이트 선반이 상면에 고정되며 상기 자기력 수단에 의해 전달되는 회전력으로 상기 플레이트 선반을 X-Y축으로 수평 선회시키기 위한 판스프링 수단을 구비할 수 있다.
상기 자기력 수단은, 상기 편심 회전판의 상부에 구비되는 복수의 하부자석과, 상기 챔버의 내부에 설치되며 상기 하부자석과 반대 극성을 가지며 일대일로 대응되도록 설치되는 상부자석과, 상기 상부자석이 설치되는 회전판으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 하부자석은 상기 챔버의 외부에 설치되며, 상기 편심 회전판의 상부에 일정 간격으로 배열될 수 있다.
본 발명에서, 상기 판스프링 수단은, 상기 챔버의 하면에 고정되는 고정부재와, 상기 고정부재에 일단이 고정된 X축 판스프링부재와, 상기 X축 판스프링부재의 타단에 고정되어 X축 방향으로 유동하는 본체와, 상기 본체에 일단이 고정되는 Y축 판스프링부재와, 상기 Y축 판스프링부재의 타단에 고정되어 Y축 방향으로 유동하고 상기 플레이트 선반이 결합되는 상면판으로 이루어질 수 있다.
상기 본체는 사각형상으로 이루어지며, 상기 고정부재, X축 판스프링부재 및 Y축 판스프링부재는 한 쌍으로 2개씩 이루어지고, 상기 X축 판스프링부재의 상부로 Y축 판스프링부재가 위치하여 2단으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 편심 회전판의 하부에는 원심력을 작용하기 위한 원심추가 구비될 수 있다.
또한, 상기 플레이트 선반에는 상기 배양용기가 안착되는 안착부를 구비하며, 상기 안착부에는 상기 배양용기를 접착고정시키기 위한 접착시트가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 다기능 인큐베이터는 상기 배양실 내부의 공기를 순환시키는 순환팬과, 상기 배양실 내의 이산화탄소 또는 산소의 농도를 제어하는 제어밸브와, 상기 배양실 내의 고농도 이산화탄소 또는 고농도 산소를 감지하는 감지센서와, 상기 배양실의 온도를 제어하는 히터가 더 포함될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 일반적인 세포나 조직 배양기에 없는 진탕배양 기능과 로커(Rocker) 기능을 인큐베이터 내부에 일체로 설치하여, 추가적인 별도의 장비가 필요없이 일체화됨으로써, 외부 장비의 유입으로 인한 오염원을 차단할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 연구에 따른 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 조직 및 세포배양용 인큐베이터뿐 아니라 동식물 세포의 진탕 배양, 플레이트나 디쉬(dish), 플라스크(flask) 등을 이용한 각종 용액의 혼합, 용해, 희석 등의 다양한 용도로 활용할 수 있으므로 다양한 연구의 목적에 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 인큐베이터 내부에 각각의 장비를 하나의 제어장치를 이용하여 모든 기능을 제어할 수 있어 조작이 간편하며, 여러 가지 실험에 활용가치가 높은 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 인큐베이터를 도시한 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 인큐베이터의 내부 구조를 보인 것으로, 도 1에서의 A-A선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 인큐베이터의 내부 구조를 보인 것으로, 도 1에서의 B-B선 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 로커 시스템을 도시한 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 로커 시스템의 상단부를 확대하여 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 로커 선반축의 하단부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 선반이 선반 가이드축에 결합된 상태를 보인 사시도이다.
도 7은 본 발명의 진탕배양 시스템을 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 진탕배양 시스템을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 판스프링 수단을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 배양용기 안착부와 접착시트를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 인큐베이터를 도시한 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명의 인큐베이터의 내부 구조를 보인 것으로, 도 1에서의 A-A선 단면도이고, 도 3은 본 발명의 인큐베이터의 내부 구조를 보인 것으로, 도 1에서의 B-B선 단면도이고, 도 4a는 본 발명의 로커 시스템을 도시한 사시도이다.
본 발명의 다기능 인큐베이터는 세포를 배양할 수 있도록 내부에 배양실이 형성되는 챔버(100)와, 상기 배양실 내에 설치되며, 세포가 담겨지는 배양용기(112)가 안착되는 안착부를 구비한 선반(110)과, 상기 선반(110)의 양측 단부가 결합되어 상기 선반(110)을 잡아주기 위한 선반 가이드축(120)과, 상기 선반(110)이 상기 선반 가이드축(120)에 결합된 상태에서 상기 선반을 상하로 왕복시키면서 유동시켜 상기 세포가 담겨지는 배양용기를 흔들어주기 위한 로커(Rocker) 시스템(200)과, 상기 로커 시스템(200)을 제어하는 컨트롤러(도시안함)를 포함한다.
상기 챔버(100)는 세포가 배양될 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 본 발명의 인큐베이터는 챔버 본체(102)와, 외부도어(104)를 구비한다. 본 실시예에서 챔버 본체(102)는 육면체 형상으로 이루어지며 전면이 개구되어, 개구된 전면에는 외부도어(104)가 결합된다. 상기 외부도어(104)는 챔버 본체(102)에 회동가능하게 결합되어 챔버(100)를 개폐한다. 상기 외부도어(104)가 챔버 본체(102)를 폐쇄하면 챔버 본체(102)와 외부도어(104)에 의해 폐쇄된 배양실이 형성되는 것이다.
상기 챔버 본체(102)는 본 실시예와 같이 육면체 형상인 것이 일반적이지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형상의 다면체로 될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 본체(102)와 외부도어(104) 사이에 내부도어(도시안함)가 설치된다. 상기 내부도어는 유리와 같은 투명한 재질로 이루어져, 외부도어(104)만을 오픈시킨 상태에서 배양실 내부를 관찰할 수 있다.
한편, 상기 배양실에는 복수의 선반(110)이 상하방향을 따라 일정 간격 이격되어 적층된다. 상기 선반(110)은 세포가 담겨있는 배양용기(112)가 안착되는 것이며, 상면과 하면 사이를 관통하는 다수의 관통공(118)이 형성되어 있다.
이에 선반(110)의 관통공(118)들을 통해 가열된 공기가 유동될 수 있다.
상기 선반(110)은 양측 단부가 선반 가이드축(120)과 결합된다. 상기 선반 가이드축(120)은 상기 챔버(100) 내부의 양측 벽면에 설치되는 것으로, 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 선반 가이드축(120)은 복수의 상기 선반(110)을 이격되게 설치하도록 일정 간격으로 상기 선반(110)을 받칠 수 있는 받침부(122)가 형성된다.
상기 받침부(122)는 상기 선반(110)의 양측 단부에 형성된 핀부재(111)가 삽입가능한 단턱이 구비되어, 상기 단턱에 상기 핀부재(111)를 끼워 걸쳐지도록 함으로써, 상기 선반(110)을 선반 가이드축(120)에 결합할 수 있는 것이다.
본 발명에서는 상기 선반(110)이 상기 선반 가이드축(120)에 결합된 상태에서 상기 선반(110)을 상하로 왕복시키면서 유동시켜 상기 세포가 담겨지는 배양용기를 흔들어주기 위한 로커(Rocker) 시스템(200)이 챔버(100) 내부에 일체로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 로커 시스템(200)은 상기 선반(110)이 상기 선반 가이드축(120)에 결합된 지점을 중심으로 소정의 각도로 기울여지면서 요동하도록 상기 선반(110)의 후단에 설치되는 것으로, 상기 선반(110)의 후단에 결합되는 로커 선반축(230)과, 상기 로커 선반축(230)을 상하직선 왕복운동하도록 하는 구동수단으로 이루어진다.
여기서, 상기 구동수단은 구동력을 발생하는 구동모터(240)와, 상기 구동모터(240)의 회전력을 감속하기 위한 감속기(244)와, 상기 구동모터(240)의 구동축(242)에 끼워지는 편심캠(246)으로 구성된다.
이와 같은 로커 시스템(200)은 상기 편심캠(246)에 상기 로커 선반축(230)의 상단부가 접하여 상기 구동모터(240)의 회전에 따라 상기 편심캠(246)이 회전하여 상기 로커 선반축(230)을 상하직선 왕복운동시킨다.
이를 위해, 상기 로커 선반축(230)의 상단부에는 도 4a에서 보는 바와 같이, 상기 편심캠(246)에 접하여 회전하면서 상기 로커 선반축(230)을 상하직선 왕복운동시키기 위한 회전판(250)이 고정될 수 있다.
상기 회전판(250)은 로커 선반축(230)의 상단에 구비된 브라켓(252)에 결합되며, 상기 편심캠(246)이 구동축(242)을 중심으로 회전하면서 상기 회전판(250)을 하방향으로 밀게 되며, 상기 로커 선반축(230)이 하방향으로 이동되는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 로커 선반축(230)의 하단부에는 상기 로커 선반축(230)이 소정깊이 삽입되는 축고정부재(234)가 구비되고, 상기 축고정부재(234)의 내부에는 상기 로커 선반축(230)의 하단을 받쳐주는 탄성스프링(260)이 삽입된다.
이와 같은 구조에서, 상기 편심캠(246)의 회전으로 하방향으로 이동된 로커 선반축(230)은 상기 탄성스프링(260)을 압축시키고, 상기 탄성스프링(260)의 탄성복원력에 의해 상방향으로 복귀할 수 있다.
이에 따라, 상기 로커 선반축(230)이 상하방향으로 왕복운동을 할 수 있게 된다.
상기 로커 선반축(230)에는 상기 선반(110)의 후단에 결합되도록 일정간격으로 이격되는 핀부재(232)가 구비된다.
상기 핀부재(232)가 상기 선반(110)에 후단에 결합되도록 상기 선반(110)의 후단에는 상기 로커 선반축(230)이 삽입가능한 홀(114)이 형성되고, 상기 핀부재(232)가 삽입되어 결합가능한 핀삽입부(116)가 형성된다.
여기서, 상기 핀부재(116)는 상기 로커 선반축(230)의 양측으로 설치되어 선반(110)과의 결합상태가 안정적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 핀삽입부(116)는 상기 선반(110)의 후단 가장자리를 'ㄷ'자로 절곡하여 형성한다.
이와 같은 본 발명의 로커 시스템의 작동원리는 상기 구동모터(240)의 구동축(242)을 중심으로 상기 편심캠(246)의 회전에 따라 종동절인 로커 선반축(230)을 직선 왕복운동으로 변환시키는 원리로써, 상기 편심캠(246)의 회전 시, 배양실의 선반(110) 후단에 연결된 로커 선반축(230)이 상하직선 왕복운동하여 선반(110)이 좌우의 선반 가이드축(120)을 중심으로 일정한 각도로 기울어져 요동운동하게 되는 것이다.
이때, 상기 선반(110)은 편심캠(246)과 로커 선반축(230)에 의해 하방향으로 움직이고, 상기 탄성스프링(260)의 탄성복원력에 의해 상방향으로 복귀한다.
한편, 상기 배양실의 하단부에는 세포가 담겨지는 배양용기를 안착시켜 수평으로 선회시키는 진탕배양 시스템(300)이 더 구비될 수 있다.
본 발명에서, 상기 진탕배양 시스템(300)은 도 7에서 보는 바와 같이, 세포가 담겨지는 배양용기를 안착시키는 플레이트 선반(310)을 수평으로 선회시키기 위한 구동력을 발생하는 구동모터(320)와, 상기 구동모터(320)의 구동력을 전달하기 위한 동력전달수단으로서, 구동모터(320)의 구동축에 연결된 작은 풀리(322)와, 작은 풀리(322)와 벨트(도시안함)로 연결된 큰 풀리(324)를 포함한다.
또한, 상기 동력전달수단을 통한 회전력에 의해 편심되어 회전하는 편심 회전판과, 상기 편심 회전판의 회전력을 자기력에 의해 챔버(100) 내부에 전달하여 상기 플레이트 선반(310)을 교반하기 위한 자기력 수단과, 상기 플레이트 선반(310)이 상면에 고정되며 상기 자기력 수단에 의해 전달되는 회전력으로 상기 플레이트 선반(310)을 X-Y축으로 수평 선회시키기 위한 판스프링 수단(350)을 구비한다.
여기서, 상기 편심 회전판은 상기 큰 풀리(324)의 상면에 구비될 수 있으며, 상기 큰 풀리(324) 자체를 편심 회전판으로 사용할 수도 있다.
즉, 상기 작은 풀리(322)와 벨트로 연결되어 상기 구동모터(320)의 구동에 의해 큰 풀리(324)가 회전할 때 상기 큰 풀리(324)의 구동중심축을 편심되게 설치하여 상기 큰 풀리(324)가 편심된 방향으로 회전할 수 있게 하는 것이다.
이 경우, 상기 편심 회전판의 하부에는 원심력을 작용하기 위한 원심추(332)가 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 자기력 수단은, 상기 편심 회전판의 상부에 구비되는 복수의 하부자석(330)과, 상기 챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 하부자석(330)과 반대 극성을 가지며 일대일로 대응되도록 설치되는 상부자석(340)과, 상기 상부자석(340)이 설치되는 회전판(342)으로 구성된다.
상기 하부자석(330)은 상기 챔버(100)의 외부에 설치되어, 챔버(100) 내부에 설치된 상부자석(340)을 자력에 의해 이동시킨다.
즉, 본 발명의 진탕배양 시스템은 배양실의 내, 외부가 완전히 차단된 상태에서 상기 구동모터(320)의 회전구동력을 상기 하부자석(330)과 상부자석(340)의 자기력을 이용하여 상기 플레이트 선반(310)에 전달하여 상기 플레이트 선반(310)을 수평방향으로 선회시키면서 교반하는 것이다.
여기서, 상기 하부자석(330)과 상부자석(340)은 일정 간격, 예컨대 90°각도로 나란하게 배열되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 진탕배양 시스템을 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 판스프링 수단을 도시한 사시도이다.
본 발명은 상기 자기력 수단에 의해 전달되는 회전력으로 상기 플레이트 선반(310)을 X-Y축으로 수평 선회시키기 위한 판스프링 수단(350)을 구비하는데, 상기 판스프링 수단(350)은 상기 상부자석(340)이 설치되는 회전판(342)과 결합되어 상기 회전판(342)의 회전력에 의해 상기 플레이트 선반(310)을 교반할 수 있게 된다.
상기 판스프링 수단(350)은 상기 챔버(100)의 하면에 고정되는 고정부재(352)와, 상기 고정부재(352)에 일단이 고정된 X축 판스프링부재(354)와, 상기 X축 판스프링부재(354)의 타단에 고정되어 X축 방향으로 유동하는 본체(356)와, 상기 본체(356)에 일단이 고정되는 Y축 판스프링부재(358)와, 상기 Y축 판스프링부재(358)의 타단에 고정되어 Y축 방향으로 유동하고 상기 플레이트 선반(310)이 결합되는 상면판(359)으로 이루어진다.
상기 본체(356)는 도 9에서 보는 바와 같이, 사각형상으로 이루어지며, 상기 고정부재(352)는 챔버(100)의 하면에 판스프링 수단(350)을 고정하기 위해 절곡된 면을 갖는 '└'자 형상을 갖는다.
이와 같은 고정부재(352)는 한 쌍으로 이루어지며, 상기 고정부재(352)에 결합되는 X축 판스프링부재(354) 및 Y축 판스프링부재(358) 역시 한 쌍으로 2개씩 이루어진다.
여기서, 상기 X축 판스프링부재(354)는 본체(356)의 하부에 설치되고, Y축 판스프링부재(358)는 본체(356)의 상부에 위치하여 2단으로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 판스프링 수단(350)은 상기 고정부재(352)가 챔버(100) 하면에 고정된 상태에서 상기 자기력 수단에 의해 구동모터(320)의 회전력이 전달되면, 상기 X축 판스프링부재(354) 및 Y축 판스프링부재(358)에 의해, 수평방향으로 플레이트 선반(310)을 회전시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 플레이트 선반(310)에는 상기 배양용기(312)가 안착되는 안착부를 구비하는데, 상기 안착부에는 도 10에서 보는 바와 같이, 상기 배양용기(312)를 접착고정시키기 위한 접착시트(370)가 구비된다.
상기 접착시트(370)는 얇은 두께의 시트로서, 표면에 배양용기(312)를 안착시키면 배양용기가 접착되어 진탕배양 중에 상기 플레이트 선반(310)이 회전하여도 배양용기가 흔들리지 않도록 한다.
통상, 선반에 배양용기를 안착시키기 위해서 스프링 넥 등이 설치되는데, 본 발명에서는 자체에 끈적임이 있어서 배양용기(312)를 접착시킬 수 있는 접착시트(370)를 사용함으로써, 구성을 매우 간단히 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다기능 인큐베이터는 상기 배양실 내부의 공기를 순환시키는 순환팬과, 상기 배양실 내의 이산화탄소 또는 산소의 농도를 제어하는 제어밸브와, 상기 배양실 내의 고농도 이산화탄소 또는 고농도 산소를 감지하는 감지센서와, 상기 배양실의 온도를 제어하는 히터가 더 포함될 수 있다.
여기서, 상기 제어밸브는 배양실 내의 이산화탄소를 제어하는 CO2 제어밸브와, 산소농도를 제어하는 O2 제어밸브로 이루어질 수 있고, 상기 감지센서는 고농도 이산화탄소를 감지하는 CO2 센서와, 고농도 산소를 감지하는 O2 센서로 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다기능 인큐베이터의 로커 기능과 진탕배양 기능을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 선반(110)에 배양용기를 놓고, 로커 시스템(200)을 작동한다.
즉, 상기 구동모터(240)의 구동력에 의해 편심캠(246)이 회전하면, 배양실의 선반(110) 후단에 연결된 로커 선반축(230)이 상하직선 왕복운동하여 선반(110)이 좌우의 선반 가이드축(120)을 중심으로 일정한 각도로 기울어져 요동운동하게 되는 것이다.
이때, 상기 선반(110)은 편심캠(246)과 로커 선반축(230)에 의해 하방향으로 움직이고, 상기 탄성스프링(260)의 탄성복원력에 의해 상방향으로 복귀하면서 연속적으로 상하 요동운동을 하게 되어 선반(110)에 안착된 배양용기의 세포를 로커 기능으로 배양할 수 있게 된다.
또한, 배양실의 하단부에 구비된 진탕배양 시스템(300)을 작동하는 경우, 세포가 담겨지는 배양용기를 플레이트 선반(310)에 안착시키고, 구동모터(320)를 구동하면, 상기 작은 풀리(322)와 벨트(도시안함)로 연결된 큰 풀리(324)가 편심되게 회전하고, 상기 하부자석(330)의 자력에 의해 챔버(100) 내부에 설치된 상부자석(340)을 회전시키면서 상기 플레이트 선반(310)을 수평방향으로 선회시키면서 교반할 수 있게 된다.
이때, 상기 판스프링 수단(350)의 상기 고정부재(352)가 챔버(100) 하면에 고정된 상태에서 상기 자기력 수단에 의해 구동모터(320)의 회전력이 전달되면서 상기 X축 판스프링부재(354) 및 Y축 판스프링부재(358)의 탄성복원력에 의해, 수평방향으로 플레이트 선반(310)을 자연스럽게 회전시킬 수 있게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
100 : 챔버 110 : 선반
112 : 배양용기 114 : 홀
116 : 핀삽입부 120 : 선반 가이드축
122 : 받침부 200 : 로커 시스템
230 : 로커 선반축 232 : 핀부재
240 : 구동모터 244 : 감속기
246 : 편심캠 300 : 진탕배양 시스템
310 : 플레이트 선반 320 : 구동모터
322 : 작은 풀리 324 : 큰 풀리
330 : 하부자석 340 : 상부자석
350 : 판스프링 수단 352 : 고정부재
354 : X축 판스프링부재 358 : Y축 판스프링부재

Claims (16)

  1. 세포를 배양할 수 있도록 내부에 배양실이 형성되는 챔버;
    상기 배양실 내에 설치되며, 세포가 담겨지는 배양용기가 안착되도록 상하방향으로 일정간격 이격되어 적층되는 복수의 선반;
    상기 선반의 양측 단부가 결합되어 상기 선반을 잡아주기 위한 선반 가이드축;
    상기 선반이 상기 선반 가이드축에 결합된 상태에서 상기 선반을 상하로 왕복시키면서 유동시켜 상기 세포가 담겨지는 배양용기를 흔들어주기 위한 로커(Rocker) 시스템; 및
    상기 로커 시스템을 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하여 구성되는 다기능 인큐베이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로커 시스템은 상기 선반 가이드축을 중심으로 상기 선반이 소정의 각도로 기울여지면서 요동하도록 상기 선반의 후단에 결합되는 로커 선반축과,
    상기 로커 선반축을 상하직선 왕복운동하도록 하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동수단은 구동력을 발생하는 구동모터;
    상기 구동모터의 회전력을 감속하기 위한 감속기; 및
    상기 구동모터의 구동축에 끼워지는 편심캠;
    으로 구성되고,
    상기 편심캠에 상기 로커 선반축의 상단부가 접하여 상기 구동모터의 회전에 따라 상기 편심캠이 회전하여 상기 로커 선반축을 상하직선 왕복운동시키는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 로커 선반축의 상단부에는 상기 편심캠에 접하여 회전하면서 상기 로커 선반축을 상하직선 왕복운동시키기 위한 회전판이 고정되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 로커 선반축의 하단부에는 상기 로커 선반축이 소정깊이 삽입되는 축고정부재가 구비되고,
    상기 축고정부재의 내부에는 상기 로커 선반축의 하단을 받쳐주는 탄성스프링이 삽입되어,
    상기 편심캠의 회전으로 하방향으로 이동된 로커 선반축이 상기 탄성스프링의 탄성복원력에 의해 상방향으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 로커 선반축에는 상기 선반의 후단에 결합되도록 일정간격으로 이격되는 핀부재가 구비되며,
    상기 선반의 후단에는 상기 로커 선반축이 삽입가능한 홀이 형성되고, 상기 핀부재가 삽입되어 결합가능한 핀삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 핀부재는 상기 로커 선반축의 양측으로 설치되고,
    상기 핀삽입부는 상기 선반의 후단 가장자리를 'ㄷ'자로 절곡하여 형성하는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 배양실의 하단부에는 세포가 담겨지는 배양용기를 안착시켜 수평으로 선회시키는 진탕배양 시스템이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 진탕배양 시스템은, 세포가 담겨지는 배양용기를 안착시키는 플레이트 선반을 수평으로 선회시키기 위한 구동력을 발생하는 구동모터;
    상기 구동모터의 구동력을 전달하기 위한 동력전달수단;
    상기 동력전달수단을 통한 회전력에 의해 편심되어 회전하는 편심 회전판;
    상기 편심 회전판의 회전력을 자기력에 의해 챔버 내부에 전달하여 상기 플레이트 선반을 교반하기 위한 자기력 수단; 및
    상기 플레이트 선반이 상면에 고정되며 상기 자기력 수단에 의해 전달되는 회전력으로 상기 플레이트 선반을 X-Y축으로 수평 선회시키기 위한 판스프링 수단;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 자기력 수단은, 상기 편심 회전판의 상부에 구비되는 복수의 하부자석과,
    상기 챔버의 내부에 설치되며 상기 하부자석과 반대 극성을 가지며 일대일로 대응되도록 설치되는 상부자석과,
    상기 상부자석이 설치되는 회전판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 하부자석은 상기 챔버의 외부에 설치되며,
    상기 편심 회전판의 상부에 일정 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 판스프링 수단은, 상기 챔버의 하면에 고정되는 고정부재와,
    상기 고정부재에 일단이 고정된 X축 판스프링부재와,
    상기 X축 판스프링부재의 타단에 고정되어 X축 방향으로 유동하는 본체와,
    상기 본체에 일단이 고정되는 Y축 판스프링부재와,
    상기 Y축 판스프링부재의 타단에 고정되어 Y축 방향으로 유동하고 상기 플레이트 선반이 결합되는 상면판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 본체는 사각형상으로 이루어지며,
    상기 고정부재, X축 판스프링부재 및 Y축 판스프링부재는 한 쌍으로 2개씩 이루어지고,
    상기 X축 판스프링부재의 상부로 Y축 판스프링부재가 위치하여 2단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 편심 회전판의 하부에는 원심력을 작용하기 위한 원심추가 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 플레이트 선반에는 상기 배양용기가 안착되는 안착부를 구비하며,
    상기 안착부에는 상기 배양용기를 접착고정시키기 위한 접착시트가 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 배양실 내부의 공기를 순환시키는 순환팬;
    상기 배양실 내의 이산화탄소 또는 산소의 농도를 제어하는 제어밸브;
    상기 배양실 내의 고농도 이산화탄소 또는 고농도 산소를 감지하는 감지센서; 및
    상기 배양실의 온도를 제어하는 히터;
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 인큐베이터.
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