一种用于污染物暴露试验的二氧化碳培养箱的制作方法

本实用新型涉及医用科学研究试验设备领域，尤其涉及一种用于污染物暴露试验的二氧化碳培养箱。

背景技术：

医用二氧化碳培养箱(以下简称培养箱)：通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。本实用新型关注的是用于人类辅助生殖试验室进行配子/胚胎培养的培养箱，该类培养箱也称胚胎培养箱，是医院人类辅助生殖试验室最为关键的仪器之一，主要维持配子/胚胎体外生长的酸碱度、温度及相对湿度，有人把它比喻为人类辅助生殖试验室的“心脏”。化学污染物(chemicalpollution)：由医用二氧化碳培养箱内部组件，材料释放的微量化学物质以及试验过程中外部环境引入的化学污染物等进入培养箱内空气中造成的箱体内培养区域空气污染污染。这些化学物质包括有机污染物和无机污染物，主要包括挥发性有机化合物、甲醛等。挥发性有机化合物(即volatileorganiccompounds，简称vocs)是一类有机化合物的统称，一般定义为沸点在50—250℃之间，室温下饱和蒸汽压超过133.32pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。vocs能够产生呼吸道炎症、生殖毒性、免疫毒性、遗传毒性、神经毒性等毒性效应。

暴露试验：注入一定剂量的化学污染物到特定试验装置内，让被测对象(培养箱内培养的动植物细胞/组织或动物的配子/胚胎)充分暴露于化学污染物环境中，研究化学污染物剂量对培养对象影响的试验。国外的研究人员已经开始关注人类辅助生殖试验室空气质量对辅助生殖的影响，特别是空气质量下降对体外受精后生殖结局的影响。有文献报道新建的体外受精(ivf)胚胎试验室空气中挥发性有机化合物(vocs)对鼠胚体外发育有一定影响。目前一些国内外生殖中心已开始对胚胎培养室内空气中挥发性有机化合物(vocs)含量进行评估。医用二氧化碳培养箱内空气中挥发性有机化合物(vocs)等化学污染物的含量对胚胎培养有一定影响，因为人类配子/胚胎体外生长发育的前3-5天是在医用二氧化碳培养箱内进行。本实用新型就是建立一个暴露试验装置，针对化学污染物、物理颗粒污染物和微生物，照度等对培养对象影响开展研究。为暴露试验提供一个均匀，稳定，暴露试验参数可调可控和可重复性试验装置。解决了目前市面上没用专门用于培养箱内可能存在的化学污染物、物理颗粒物和微生物对培养对象影响的研究装置。为后续评估污染物影响风险，改进培养箱材质并制定更为安全的设备标准提供试验数据支持。本装置不用于任何与人体细胞/组织或配子/胚胎有关的试验研究，仅通过动植物细胞/组织或动物的配子/胚胎的模拟试验来研究污染物影响和风险。

目前暂时没有专门用于污染物暴露试验的医用二氧化碳培养箱。

针对上述问题，提出本实用新型。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出一种用于污染物暴露试验的二氧化碳培养箱。

本实用新型提供的技术方案是：一种用于污染物暴露试验的二氧化碳培养箱，包括箱体3，箱体3外侧设有二氧化碳存放装置1、氮气存放装置2、污染物发生装置及污染物采样装置，二氧化碳存放装置1、氮气存放装置2、污染物发生装置及污染物采样装置分别通过管道连通箱体3内部，并通过阀门控制流量；箱体外侧设有与箱体内部连通的u型连通管道10；连通管道10上依次设有风机12、气体化学污染物过滤器13及气体颗粒物过滤器14；箱体3内顶部设有循环风扇15，优选可调转速循环风扇。

进一步的，污染物发生装置包括化学污染物发生器4、物理颗粒物发生器5及微生物气溶胶发生器6，化学污染物发生器4、物理颗粒物发生器5及微生物气溶胶发生器6分别通过管道连通箱体3内部；污染物采样装置包括化学污染物采样装置7、物理颗粒物采样装置8及微生物气溶胶采样装置9，污染物采样装置包括化学污染物采样装置7、物理颗粒物采样装置8及微生物气溶胶采样装置9分别通过管道连通箱体3内部。

进一步的，箱体3由内向外依次包括具有化学稳定性的内衬层、加热介质套管层23及保温层，箱体3内设有温度传感器，温度传感器与加热介质套管层23上设置的阀门连接。

进一步的，箱体3内侧设有数个光源和/或紫外杀菌灯22。

进一步的，箱体3内设有培养液装载容器18及带机械臂的自动取液器16。

进一步的，箱体3内设有样品架19，样品架上设有数个工位用于放置带盖样品瓶。

进一步的，二氧化碳存放装置1与箱体3连接的管道上设有气体化学污染物过滤器20；氮气存放装置2与箱体3连接的管道上设有气体化学污染物过滤器21。

进一步的，二氧化碳存放装置1与箱体3连接的管道上设有电磁阀控制开关，箱体内设有二氧化碳传感器，电磁阀控制开关与二氧化碳传感器连接。

进一步的，二氧化碳存放装置1、氮气存放装置2、污染物发生装置及污染物采样装置与箱体3连接的管线上靠近箱体3的一端设有密封阀门，箱体3上设有内侧开关门及外侧开关门，内侧开关门为玻璃门，外侧开关门为含保温层和加热层的复合门，内侧开关门及外侧开关门的内侧四周均设有具有化学稳定性和热稳定性的密封胶条。

进一步的，u型连通管道10两端分别设有第一气体阀门11及第二气体阀门24。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的暴露试验二氧化碳培养箱，除了向箱体内补充定量的二氧化碳及氮气外，还向箱体内注入在培养环境中由培养箱密封条、保温层或其他部件挥发释放的挥发性有机化合物，或由外界带入的其他化学污染物、物理颗粒物或微生物等污染物，并通过采样装置采样检测定量，可调转速的循环风扇使整个箱体内污染物气体浓度保持均匀，使整个环境与实际操作的环境更近似，而且更稳定，保证暴露试验的检测准确性。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：

图1为本实用新型的一种用于污染物暴露试验的二氧化碳培养箱的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种用于污染物暴露试验的二氧化碳培养箱，包括箱体3，箱体3外侧设有二氧化碳存放装置1、氮气存放装置2、污染物发生装置及污染物采样装置，二氧化碳存放装置1、氮气存放装置2、污染物发生装置及污染物采样装置分别通过管道连通箱体3内部，并通过阀门控制流量；箱体外侧设有与箱体内部连通的u型连通管道10；连通管道10上依次设有风机12、气体化学污染物过滤器13及气体颗粒物过滤器14；箱体3内顶部设有可调转速的循环风扇15。

本技术方案中的培养箱内真实模拟了医用二氧化碳箱内的真实环境，由于设有可调转速的循环风扇，能够使注入的各种气体均匀扩散，满足暴露试验浓度均匀的要求。而且设有气体化学污染物过滤器及气体颗粒物过滤器，保证了暴露试验装置内背景(本底)空气洁净度，降低由此带入的系统误差。使污染物发生装置发生浓度及污染物采样装置采样精度得到保证。同时通过污染物采样装置及时采集箱体内的空气，并通过后续外部的测试和分析及时得到浓度数值，并通过调节污染物发生装置发生浓度大小，保证污染物在箱体内的浓度在合理的范围内波动。

更优的技术方案，污染物发生装置包括化学污染物发生器4、物理颗粒物发生器5及微生物气溶胶发生器6，化学污染物发生器4、物理颗粒物发生器5及微生物气溶胶发生器6分别通过管道连通箱体3内部；污染物采样装置包括化学污染物采样装置7、物理颗粒物采样装置8及微生物气溶胶采样装置9，污染物采样装置包括化学污染物采样装置7、物理颗粒物采样装置8及微生物气溶胶采样装置9分别通过管道连通箱体3内部。

更优的技术方案，箱体3由内向外依次包括具有化学稳定性的内衬层、加热介质套管层23及保温层，箱体3内设有温度传感器，温度传感器与加热介质套管层23上设置的阀门连接。提高箱体3的保温效果，同时通过加热套管层23对其进行加热，通过温度传感器与其配合实现箱体内温度可控，内衬层优选金属材质，尤其是不锈钢材质的内衬层。

更优的技术方案，箱体3设有数个光源和/或紫外杀菌灯22。其光源为可调频率和强度的led光源，用于模拟不同照明参数下对培养对象的影响研究；其紫外杀菌灯用于对箱体内部进行杀菌，用于试验前或试验后箱体内部微生物污染物的处理。

更优的技术方案，箱体3内设有培养液装载容器18及带机械臂的自动取液器16。带机械臂的自动取样器16可将培养液装载容器18内一定体积的培养液吸取后注入样品架19上特定工位的带盖样品瓶内暂存用于后续分析研究，实现自动取液器16可以自动从培养液装载容器18中取液。

更优的技术方案，箱体3内设有样品架19，样品架19上设有数个工位用于放置带盖样品瓶。

更优的技术方案，二氧化碳存放装置1与箱体3连接的管道上设有气体化学污染物过滤器20；氮气存放装置2与箱体3连接的管道上设有气体化学污染物过滤器21。注入更纯净的二氧化碳和氮气，箱体内的气体化学污染物通过污染物发生装置注入，保证箱体内的污染物的含量按预定量注入，实现污染物浓度可控。

更优的技术方案，二氧化碳存放装置1与箱体3连接的管道上设有电磁阀控制开关，箱体内设有二氧化碳传感器，电磁阀控制开关与二氧化碳传感器连接。控制箱体3内二氧化碳的浓度稳定，均匀。

更优的技术方案，二氧化碳存放装置1、氮气存放装置2、污染物发生装置及污染物采样装置与箱体3连接的管线上靠近箱体3的一端设有密封阀门，箱体3上设有内侧开关门及外侧开关门，内侧开关门为玻璃门，外侧开关门为含保温层和加热层的复合门，内侧开关门及外侧开关门的内侧四周均设有具有化学稳定性和热稳定性的密封胶条。具有化学稳定性和热稳定性的密封胶条优选硅橡胶密封胶条，具有突出的耐高低温性能，使用范围-100℃至300℃。

更优的技术方案，u型连通管道10两端分别设有第一气体阀门11及第二气体阀门24。控制u型连通管10及其上空气过滤和净化设置的附件在进行污染物注入和暴露试验时不被箱体内空气污染。

箱体3内包括但不限于密封条、保温层或其他部件均由具有化学惰性和化学稳定性的材料组成，不会向舱内释放任何化学污染物。

本实用新型的暴露试验二氧化碳培养箱，除了向箱体内补充定量的二氧化碳及氮气外，还向箱体内补充在真实培养环境中可能由培养箱密封条、保温层或其他部件挥发释放挥发性有机化合物，或由外界带入的其他物理颗粒物或微生物等污染物，并通过采样装置采样检测定量，风机搅拌空气使整个箱体内污染物气体浓度保持均匀，使整个环境与实际操作的环境更近似，而且更稳定，保证暴露试验的检测准确性。建立了一个暴露试验装置，用于解决医用二氧化碳培养箱内空气中化学、微生物和物理颗粒污染物，照度等对培养对象影响开展研究。为暴露试验提供一个均匀，稳定，暴露试验参数可调可控和可重复性试验装置。解决了目前市面上没用专门用于培养箱内可能存在的化学、微生物和物理污染物对培养对象影响的研究装置。为后续评估污染物影响风险，改进培养箱材质并制定更为安全的设备标准提供试验数据支持。

以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。