一种低氧培养与检测一体系统的制作方法

本发明涉及医疗系统技术领域，具体涉及一种低氧培养与检测一体系统。

背景技术：

低氧培养箱是一种用于低氧环境(o2浓度<6％)中培养动物细胞或厌氧菌的设备。生物在缺氧或低氧环境中体内表达的蛋白或酶类遇氧分解，如缺氧诱导因子-1是在氧浓度小于6％的情况下表达的，缺氧诱导因子-1是一种转录因子能诱导糖酵解基因的表达，促进无氧代谢。通过诱导血管内皮生长因子的表达促进血管生成，还可以诱导一氧化氮合酶，血红素氧化酶和表达，发挥扩张血管的作用。但是，本发明的发明人经过研究发现，现有的低氧培养箱结构简单，箱体内只设置有一个较大的培养室，每次进行培养时只能培养一种类型的细胞样品，当有多种类型的细胞样品需要同时培养时则只能排队等候，并且每次只能设置一种氧浓度，而通常低氧试验需要测试细胞在不同氧浓度下的生物学特性，因而传统的低氧培养箱大大影响到了培养的进度和效率；同时，培养好后的细胞样品从培养箱内取出后，需要转送到其他设备进行样品检测，然而在转运过程中细胞样品的生物学特性非常容易发生改变，因此给相关工作带来了烦扰。

技术实现要素：

针对现有低氧培养箱结构简单，箱体内只设置有一个较大的培养室，每次进行培养时只能培养一种类型的细胞样品，当有多种类型的细胞样品需要同时培养时则只能排队等候，因而严重影响到了培养的进度和效率；同时，培养好后的细胞样品从培养箱内取出后，需要转送到其他设备进行样品检测，然而在转运过程中细胞样品的生物学特性非常容易发生改变，因此给相关工作带来了烦扰的技术问题，本发明提供一种新型低氧培养与检测一体系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种低氧培养与检测一体系统，包括培养箱体、检测箱体、温湿度调节单元和控制单元；其中，所述培养箱体的内部用层板将箱内空间上下分隔层成多个密封的培养室，每个所述培养室的顶部设有第一温度传感器、第一湿度传感器、光照传感器和第一氧气传感器，每个所述培养室的左壁上设有光照光源，右壁的上部设有适于缺氧气体和氧气进入的第一进气口，所述第一进气口上对应设有第一进气管，右壁的中部设有第一电加热器，右壁的下部设有第一出气口，所述第一出气口上设有第一出气管，所述第一进气管和第一出气管上设有第一调节阀，前壁设有密室门，后壁设有可伸缩开闭的密封门，每个所述培养室的底部设有适于放置培养器皿的托盘机构，所述托盘机构朝向密封门的侧壁上嵌入有铁质块；所述检测箱体紧邻培养箱体的后壁构成密封箱体，内部设有举升气缸、升降托板、定位机构和检测镜，所述举升气缸固定在检测箱体的底部，所述举升气缸的活塞杆竖直设置，所述升降托板固定在举升气缸活塞杆的顶端，所述定位机构包括定位气缸和吸附板，所述定位气缸固定在升降托板的表面，所述定位气缸的活塞杆水平设置，所述吸附板固定在定位气缸活塞杆的顶端并可与密封门正对邻接，所述吸附板上正对密封门的表面嵌入有电磁铁，所述检测箱体上设有与电磁铁电连接的开关，所述检测镜固定在检测箱体的顶部，所述检测箱体的后壁设有第二温度传感器、第二湿度传感器和第二氧气传感器，右壁的上部设有适于缺氧气体和氧气进入的第二进气口，所述第二进气口上对应设有第二进气管，右壁的中部设有第二电加热器，右壁的下部设有第二出气口，所述第二出气口上设有第二出气管，所述第二进气管和第二出气管上设有第二调节阀；所述培养箱体和检测箱体的下方设有一体成型的贮水箱，所述温湿度调节单元包括抽水泵、输水管、雾化喷头和开关阀，所述抽水泵设置于贮水箱中，所述输水管的一端与抽水泵的排水嘴连接，另一端穿过培养箱体和检测箱体的底部，与设置于每个培养室顶部和检测箱体左壁的雾化喷头连通，且所述输水管与箱体之间设有密封圈，所述开关阀设在每个培养室和检测箱体内靠近雾化喷头处的输水管上；所述控制单元设于贮水箱的前表面，所述第一和第二温度传感器、第一和第二湿度传感器、光照传感器、第一和第二氧气传感器、光照光源、第一和第二电加热器、举升气缸、定位气缸、开关阀及抽水泵均与控制单元电性连接。

与现有技术相比，本发明提供的低氧培养与检测一体系统，在培养箱体的内部用层板将箱内空间上下分隔层成多个密封的培养室，即在培养箱体内部构成多个独立的密封培养室，由此当有多种类型的细胞样品需要同时培养时，可将不同类型的细胞样品放进不同的密封培养室内提供不同的培养条件进行培养，因而有效提升了培养的进度和效率；培养完成后的细胞样品可直接转送到检测箱体内部进行检测，具体过程为：先将检测箱体内部的工况条件调整到与待检测细胞样品所在培养室的培养条件相同，其次举升气缸带动升降托板运动到与待检测细胞样品所在培养室正对的密封门口，接着定位气缸带动吸附板穿过密封门，通过通电后电磁铁对铁质块的吸附作用，将托盘机构吸附在吸附板上，然后定位气缸带动吸附板和托盘机构穿过密封门返回到升降托板表面，通过检测箱体顶部设置的检测镜对托盘机构上培养器皿内培养的细胞进行检测，待检测完毕后，定位气缸再次带动吸附板和托盘机构穿过密封门返回到培养室内，电磁铁断电，电磁铁对铁质块的吸附作用消失，最后在定位气缸的带动下吸附板返回到升降托板表面，同时密封门关闭，因而本申请同时具有低氧培养和检测功能，且在检测转运过程中细胞样品的生物学特性不会发生改变，减轻了相关工作的烦扰；控制单元可对检测箱体的检测条件和每个培养室的培养条件进行平衡控制，在培养箱体和检测箱体的下方直接设置贮水箱，可通过温湿度调节单元直接为检测箱体和每个培养室内部的湿润度控制提供方便。

进一步，所述光照光源为led光源。

进一步，所述led光源的发光端设有导光板，所述导光板的背后设有反射片，所述导光板的前面设有扩散片。

进一步，所述培养室的后壁上设有收容腔，所述收容腔的内部设有伸缩气缸和密封门，所述伸缩气缸的活塞杆与密封门固定连接，所述伸缩气缸与控制单元电性连接。

进一步，所述密封门上设有接触密封条，远离所述伸缩气缸一侧的密封门框上安装有可与接触密封条啮合密封的软体密封条。

进一步，所述托盘机构包括底部托板和侧面挡板，所述底部托板适于放置培养器皿，所述侧面挡板固定在底部托板的一端且朝向密封门的侧壁上嵌入有铁质块。

进一步，所述底部托板底部的四个角落设有滚轮。

进一步，所述贮水箱的箱壁上设有排水阀。

附图说明

图1是本发明提供的低氧培养与检测一体系统的结构示意图。

图2是图1中检测箱体的结构示意图。

图3是图1中托盘机构的结构示意图。

图中，1、培养箱体；10、层板；11、培养室；110、第一温度传感器；111、第一湿度传感器；112、光照传感器；113、第一氧气传感器；114、光照光源；115、第一进气管；116、第一电加热器；117、第一出气管；118、密室门；119、密封门；12、托盘机构；121、底部托板；122、侧面挡板；123、滚轮；13、铁质块；2、检测箱体；21、举升气缸；22、升降托板；23、定位机构；231、定位气缸；232、吸附板；233、电磁铁；24、检测镜；25、开关；261、第二温度传感器；262、第二湿度传感器；263、第二氧气传感器；264、第二进气管；265、第二电加热器；266、第二出气管；3、温湿度调节单元；31、抽水泵；32、输水管；33、雾化喷头；4、控制单元；5、贮水箱；51、排水阀。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

请参考图1至图3所示，本发明提供一种低氧培养与检测一体系统，包括培养箱体1、检测箱体2、温湿度调节单元3和控制单元4；其中，所述培养箱体1的内部用层板10将箱内空间上下分隔层成多个密封的培养室11，每个所述培养室11的顶部设有第一温度传感器110、第一湿度传感器111、光照传感器112和第一氧气传感器113，每个所述培养室的左壁上设有光照光源114，右壁的上部设有适于缺氧气体和氧气进入的第一进气口，所述第一进气口上对应设有第一进气管115，即所述第一进气管包括第一缺氧气体进气管和第一氧气进气管，通过所述第一缺氧气体进气管可与外部体积百分数为95％的氮气和5％的二氧化碳组成的缺氧气体瓶直接连通，通过所述第一氧气进气管可与外部的氧气瓶直接连通，由此可特别对氧气含量实现精确输入，右壁的中部设有电加热丝等第一电加热器116，右壁的下部设有第一出气口，所述第一出气口上设有第一出气管117，所述第一进气管115和第一出气管117上设有第一调节阀，前壁设有密室门118，后壁设有可伸缩开闭的密封门119，每个所述培养室11的底部设有适于放置培养器皿的托盘机构12，所述托盘机构12朝向密封门119的侧壁上嵌入有铁质块13，通过前述结构设置，可以为所述托盘机构12上培养器皿内放置的细胞提供不同的培养条件；所述检测箱体2紧邻培养箱体1的后壁构成密封箱体，即所述检测箱体2共用了培养箱体1的后壁，所述检测箱体2内部设有举升气缸21、升降托板22、定位机构23和检测镜24，所述举升气缸21固定在检测箱体2的底部，所述举升气缸21的活塞杆竖直设置，所述升降托板22固定在举升气缸21活塞杆的顶端，所述定位机构23包括定位气缸231和吸附板232，所述定位气缸231固定在升降托板22的表面，所述定位气缸231的活塞杆水平设置，所述吸附板232固定在定位气缸活塞杆的顶端并可与密封门119正对邻接，所述吸附板232上正对密封门119的表面嵌入有电磁铁233，所述检测箱体2上设有与电磁铁233电连接的开关25，所述检测镜24固定在检测箱体2的顶部，所述检测镜24具体可以是物镜或放大镜等，所述检测箱体2的后壁设有第二温度传感器261、第二湿度传感器262和第二氧气传感器263，右壁的上部设有适于缺氧气体和氧气进入的第二进气口，所述第二进气口上对应设有第二进气管264，即所述第二进气管包括第二缺氧气体进气管和第二氧气进气管，通过所述第二缺氧气体进气管可与外部体积百分数为95％的氮气和5％的二氧化碳组成的缺氧气体瓶直接连通，通过所述第二氧气进气管可与外部的氧气瓶直接连通，由此可特别对氧气含量实现精确输入，右壁的中部设有第二电加热器265，右壁的下部设有第二出气口，所述第二出气口上设有第二出气管266，所述第二进气管264和第二出气管266上设有第二调节阀；所述培养箱体1和检测箱体2的下方设有一体成型的贮水箱5，所述温湿度调节单元3包括抽水泵31、输水管32、雾化喷头33和开关阀，所述抽水泵31设置于贮水箱5中，所述输水管32的一端与抽水泵31的排水嘴连接，另一端穿过培养箱体1和检测箱体2的底部，与设置于每个培养室顶部和检测箱体左壁的雾化喷头33连通，即在检测箱体2和每个所述培养室11内都输设有输水管32，所述输水管32的两端分别与抽水泵31和雾化喷头33连接，且所述输水管32与箱体之间设有密封圈，所述密封圈的设置可以保证检测箱体2和每个培养室11的密封独立性，所述开关阀设在每个培养室11和检测箱体内靠近雾化喷头33处的输水管32上；所述控制单元4设于贮水箱5的前表面，所述第一温度传感器110和第二温度传感器261、第一湿度传感器111和第二湿度传感器262、光照传感器112、第一氧气传感器113和第二氧气传感器263、光照光源114、第一电加热器116和第二电加热器265、举升气缸21、定位气缸231、开关阀及抽水泵31均与控制单元4电性连接，温度传感器用于检测培养室和检测箱体内的温度，控制单元对检测的温度进行比较，当检测温度小于预设温度时启动电加热器对培养室和检测箱体内部进行加热；湿度传感器用于检测培养室和检测箱体内的湿度，控制单元对检测的湿度进行比较，当检测湿度小于预设湿度时启动开关阀和抽水泵对培养室和检测箱体内部进行加湿降温；光照传感器用于检测培养室内的照度，控制单元对检测的照度进行比较，当检测照度小于预设照度时控制光照光源对该培养室内部进行增亮；氧气传感器用于检测培养室和检测箱体内的氧气浓度，控制单元对检测的氧气浓度进行比较，当检测氧气浓度小于预设氧气浓度时，开启出气管上的调节阀将缺氧气体部分排出，并开启氧气进气管上的调节阀输入氧气，使得培养室和检测箱体内部的氧气浓度符合要求，最终保证检测箱体内的工况条件和每个培养室内的培养条件趋向稳定；控制单元同时控制举升气缸和定位气缸的启停；作为一种实施方式，所述控制单元采用c51系列单片机进行控制。

与现有技术相比，本发明提供的低氧培养与检测一体系统，在培养箱体的内部用层板将箱内空间上下分隔层成多个密封的培养室，即在培养箱体内部构成多个独立的密封培养室，由此当有多种类型的细胞样品需要同时培养时，可将不同类型的细胞样品放进不同的密封培养室内提供不同的培养条件进行培养，因而有效提升了培养的进度和效率；培养完成后的细胞样品可直接转送到检测箱体内部进行检测，具体过程为：先将检测箱体内部的工况条件调整到与待检测细胞样品所在培养室的培养条件相同，其次举升气缸带动升降托板运动到与待检测细胞样品所在培养室正对的密封门口，接着定位气缸带动吸附板穿过密封门，通过通电后电磁铁对铁质块的吸附作用，将托盘机构吸附在吸附板上，然后定位气缸带动吸附板和托盘机构穿过密封门返回到升降托板表面，通过检测箱体顶部设置的检测镜对托盘机构上培养器皿内培养的细胞进行检测，待检测完毕后，定位气缸再次带动吸附板和托盘机构穿过密封门返回到培养室内，电磁铁断电，电磁铁对铁质块的吸附作用消失，最后在定位气缸的带动下吸附板返回到升降托板表面，同时密封门关闭，因而本申请同时具有低氧培养和检测功能，且在检测转运过程中细胞样品的生物学特性不会发生改变，减轻了相关工作的烦扰；控制单元可对检测箱体的检测条件和每个培养室的培养条件进行平衡控制，在培养箱体和检测箱体的下方直接设置贮水箱，可通过温湿度调节单元直接为检测箱体和每个培养室内部的湿润度控制提供方便。

作为具体实施例，所述光照光源114为led光源，而led光源具有较高的光电转换效率，具有使用直流电压低、寿命长、低发热、体积小和能耗低等优优点，因而可用于近距离照射，并可以大大提高培养室内的空间利用率。

作为具体实施例，所述led光源的发光端设有导光板，即所述led光源的发光端朝向导光板的入光面，所述导光板的背后设有反射片，所述反射片用于将射出导光板背面的光再次反射到导光板内部，所述导光板的前面设有扩散片14，所述扩散片14用于将射出导光板正面的光扩散均匀，由此保证在每个培养室内得到供应充足的亮度和分布均匀的光源，从而有利于细胞的培养。

作为具体实施例，所述培养室11的后壁上设有收容腔，即所述培养室11的后壁上设有夹层收纳腔，所述收容腔的内部设有伸缩气缸和密封门119，所述伸缩气缸的活塞杆与密封门119固定连接，所述伸缩气缸与控制单元4电性连接，由此在所述伸缩气缸的活塞杆带动下，所述密封门119可在夹层收纳腔内左右移动，从而实现伸缩开闭。

作为具体实施例，所述密封门119上设有接触密封条，远离所述伸缩气缸一侧的密封门框上安装有可与接触密封条啮合密封的软体密封条，由此在所述伸缩气缸的活塞杆带动下，所述密封门119上的接触密封条可移动到与密封门框上的软体密封条挤压配合密封，从而使培养室内具有更高更好的气密性能。

作为具体实施例，所述托盘机构12包括底部托板121和侧面挡板122，所述底部托板121适于放置培养器皿，所述侧面挡板122固定在底部托板121的一端且朝向密封门119的侧壁上嵌入有铁质块13，由此当所述定位气缸231带动吸附板232穿过密封门119后，所述侧面挡板122上的铁质块13可快速与吸附板232上的电磁铁233进行吸附。

作为具体实施例，所述底部托板121底部的四个角落设有滚轮123，由此方便了所述托盘机构12的整体快速移动。

作为具体实施例，所述贮水箱5的箱壁上设有排水阀51，由此方便所述贮水箱5内部的水排出，有利于换水。

作为具体实施例，所述进气口与进气管之间设有密封环，由此可以更好地对培养室11和检测箱体2进行密封，有效保证了检测箱体2和每个培养室11内的气体含量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。