细胞培养箱及控制方法与流程

本发明涉及细胞培养，特别涉及细胞培养箱及控制方法。

背景技术：

为保证细胞良好的生长环境，细胞的培养区域或者操作区域需要保持一定的气体浓度(二氧化碳或者二氧化碳和氧气)。目前的气体控制方式主要采用升浓度的气体和降浓度的气体通过PID算法来控制内部气体的浓度。

但是该类技术主要存在以下不足：由于在升浓度或降浓度的过程中，为了保持内部压力的稳定，气体的注入会伴随着气体的排出，造成了注入气体的浪费；降低了控制的效率。

技术实现要素：

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种气体消耗量小、气体浓度控制效率高的细胞培养箱。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种细胞培养箱，所述细胞培养箱包括壳体；所述细胞培养箱进一步包括：

输送单元，所述输送单元用于将所述壳体内的气体输送到调控装置；

调控装置，所述调控装置根据工作参数的不同而分别处于目标气体的储存、释放状态，所述调控装置的输出端连通所述壳体内部；

传感器，所述传感器将测得的壳体内的目标气体的含量传送到处理器；

处理器，所述处理器根据接收到的含量控制所述调控装置的工作状态。

本发明的目的还在于提供了一种控制效率高的细胞培养箱的控制方法，该发明目的通过以下技术方案得以实现：

细胞培养箱的控制方法，所述细胞培养箱的控制方法包括以下步骤：

(A1)气体传感器检测细胞培养箱内的目标气体的含量，并传送到处理器；

(A2)处理器根据接收到的含量去控制调控装置的工作状态：

如需要降低目标气体的含量，进入步骤(A3)；

如需要升高目标气体的含量，进入步骤(A4)；

如无需调整，进入步骤(A5)；

(A3)控制所述调控装置的参数，使调控装置处于目标气体储存状态；壳体内的流经调控装置时，气体中的目标气体被储存，处理后的气体送回壳体内；进入步骤(A1)；

(A4)控制所述调控装置的参数，使用调控装置处于目标气体释放状态；壳体内的流经调控装置时，目标气体释放到气体中，处理后的气体送回壳体内；进入步骤(A1)；

(A5)结束。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.降低了气体的损耗；

2.加快了气体控制的效率；

3.内层外围的热气套保护夹层，通过空气循环加热内层内部的气体，夹层内的温度要高于内层内部，有效防止内层内壁出现冷凝水，降低了被污染风险；

4.细胞培养操作一体化，有效地增加了细胞的培养量。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例1的细胞培养箱的结构简图；

图2是根据本发明实施例3的细胞培养箱的结构简图。

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例的细胞培养箱的结构简图，如图1所示，所述细胞培养箱包括：

壳体，所述壳体具有气体入口，且为内层、外层构成的双层结构；所述内层的上壁和下壁具有通孔；

输送单元，如风机，所述输送单元用于将所述壳体内的气体输送到调控装置，具体设置在所述内层的上壁的通孔的下侧；

调控装置，所述调控装置根据工作参数的不同而分别处于目标气体的储存、释放状态，所述调控装置的输出端连通所述壳体内部；所述调控装置为2个，为氧气分子筛、二氧化碳分子筛，利用变压吸附技术(PSA)对气体分子进行吸附和解吸附，从而储存、释放目标气体；调控设置在所述双层结构的上部的夹层内；

过滤器，所述过滤器设置在所述输送单元的下部，所述过滤器在水平面上的投影与所述内层的内壁在所述水平面上围成的图形重合；

传感器，所述传感器将测得的壳体内的氧气、二氧化碳的含量传送到处理器；

处理器，所述处理器根据接收到的含量控制所述调控装置的工作状态：若低于目标值，通过控制使调控装置处于释放状态；若高于目标值，通过控制使调控装置处于储存状态。

本发明实施例的细胞培养箱的控制方法，也即上述细胞培养箱的工作方法，所述细胞培养箱的控制方法包括以下步骤：

(A1)气体传感器检测细胞培养箱内层内的氧气、二氧化碳等目标气体的含量，并传送到处理器；

(A2)处理器根据接收到的含量去控制调控装置的工作状态：

如需要降低目标气体的含量，进入步骤(A3)；

如需要升高目标气体的含量，进入步骤(A4)；

如无需调整，进入步骤(A5)；

(A3)控制所述调控装置的参数，使调控装置处于目标气体储存状态；在输送单元的作用下，气体从内层的下壁进入夹层内，沿着侧壁间的夹层向上流动到上壁间的夹层内，气体中的目标气体被调控装置储存，最后从内层的上壁进入内层内部；进入步骤(A1)；

(A4)控制所述调控装置的参数，使用调控装置处于目标气体释放状态；在输送单元的作用下，气体从内层的下壁进入夹层内，沿着侧壁间的夹层向上流动到上壁间的夹层内，调控装置储存的目标气体释放到气体中，最后从内层的上壁进入内层内部；进入步骤(A1)；

(A5)结束；

在上述过程中，如果经过若干次循环，内层内的目标气体含量仍然不能达到目标值，则需通过壳体上的气体入口向所述壳体内注入外来气体：如壳体内目标气体含量始终低于目标值，则注入目标气体含量高于目标值的气体，从而降低壳体内气体中目标气体的含量；如壳体内目标气体含量始终高于目标值，则注入目标气体含量低于目标值的气体，从而降低壳体内气体中目标气体的含量。

实施例2：

本发明实施例的细胞培养箱，与实施例1不同的是：

1.调控装置设置在所述壳体的外部，输入端和输出端分别连通壳体的双层结构的侧壁间的夹层；

2.另设有输送单元，将夹层的气体输送到所述调控装置。

实施例3：

图2示意性地给出了本发明实施例的细胞培养箱的结构简图，如图2所示，所述细胞培养箱包括：

壳体，所述壳体具有气体入口、气体出口和加湿口，且为内层、外层构成的双层结构；所述内层的上壁和下壁具有通孔；壳体的前侧具有操作手套；

输送模块，如风机，所述输送模块设置在所述内层的上壁的通孔处或通孔的下侧，用于将所述内层内的气体输送到调控装置，使得气体在内层、夹层内循环流动；

加热模块，所述片状加热器，所述加热模块设置在所述夹层内，如外层的内壁，侧部夹层、上部夹层、下部夹层均有加热模块，其中前侧夹层内的加热模块是透明的，便于观察内层，同时提高了加热均匀性；

过滤器，所述过滤器设置在所述输送模块的下部，所述过滤器在水平面上的投影与所述内层的内壁在所述水平面上围成的图形重合；

调控装置，所述调控装置根据工作参数的不同而分别处于目标气体的储存、释放状态，所述调控装置设置在所述上部夹层内；所述调控装置为2个，为氧气分子筛、二氧化碳分子筛，利用变压吸附技术(PSA)对气体分子进行吸附和解吸附，从而储存、释放目标气体；

传感器，所述传感器将测得的内层内的氧气、二氧化碳的含量传送到处理器；

处理器，所述处理器根据接收到的含量控制所述调控装置的工作状态：若低于目标值，通过控制使调控装置处于释放状态；若高于目标值，通过控制使调控装置处于储存状态。

本发明实施例的细胞培养箱的控制方法，所述细胞培养箱的控制方法包括以下步骤：

(A1)气体传感器检测细胞培养操作一体化系统内层内的氧气、二氧化碳等目标气体的含量，并传送到处理器；

(A2)处理器根据接收到的含量去控制调控装置的工作状态：

如需要降低目标气体的含量，进入步骤(A3)；

如需要升高目标气体的含量，进入步骤(A4)；

如无需调整，进入步骤(A5)；

(A3)控制所述调控装置的参数，使调控装置处于目标气体储存状态；在输送模块的作用下，气体从内层的下壁进入夹层内，沿着侧壁间的夹层向上流动到上壁间的夹层内，气体中的目标气体被调控装置储存，最后从内层的上壁进入内层内部；进入步骤(A1)；

(A4)控制所述调控装置的参数，使用调控装置处于目标气体释放状态；在输送模块的作用下，气体从内层的下壁进入夹层内，沿着侧壁间的夹层向上流动到上壁间的夹层内，调控装置储存的目标气体释放到气体中，最后从内层的上壁进入内层内部；进入步骤(A1)；

(A5)结束；

在上述过程中，如果经过若干次循环，内层内的目标气体含量仍然不能达到目标值，则需通过壳体上的气体入口向所述壳体内注入外来气体：如壳体内目标气体含量始终低于目标值，则注入目标气体含量高于目标值的气体，从而降低壳体内气体中目标气体的含量；如壳体内目标气体含量始终高于目标值，则注入目标气体含量低于目标值的气体，从而降低壳体内气体中目标气体的含量；

在上述工作过程中，加热模块加热夹层内的气体，使得夹层内的温度高于内层内的温度，所述内层的内壁没有冷凝水。