细胞培养的自动换液装置及该装置的细胞拉伸装置的制作方法

文档序号:15547826发布日期:2018-09-28 21:29阅读:327来源:国知局

本实用新型涉及一种细胞拉伸装置,具体来说,涉及一种用于细胞培养的自动换液装置及该装置的细胞拉伸装置。



背景技术:

一直以来,在培养皿中加入细胞培养液和细胞并盖上上盖的状态下,将其放置于控制了温度和气体氛围等环境的培养箱内进行培养,一定期间从培养箱中取出培养皿,移送到超净工作台中进行换液,换完也后,再次将培养皿送回培养箱,重复这样的操作以培养细胞。在人工进行细胞换液操作时,为了确保杂菌、污染物不会混入,不仅要操作仔细,并且每2~3天将换液一次,甚至有时候更换时间在深夜,操作者承担了巨大劳力和负担。

现有技术,如专利CN103667053公开了自动连续换液细胞培养装置,它包括环境控制系统、连续培养系统和外壳三部分,该细胞培养装置的不足之处在于:

1、培养液输入管的开口直接置于细胞培养瓶中,当培养液输入时,液体冲击力会对细胞生长造成影响。

2、培养液输出管的开口直接置于细胞培养瓶中,若开口放置在靠近细胞生长位置时,收集废液可能会使细胞随废液一块被收集于废液收集瓶;若开口放置在远离细胞生长位置时,收集废液会使废液收集不干净,这两种情况均会影响细胞的生长状态。



技术实现要素:

针对以上的不足,本实用新型提供了一种用于细胞培养的自动换液装置,它包括换液电机、换液泵头、储存瓶、废液瓶、输入管、输出管、出入接头,所述换液泵头与换液电机是通过电机轴动相连,所述输入管和输出管的一端通过换液泵头与储存瓶相密封连通,所述出入接头与输入管和输出管的另一端相连通。

为了进一步实现本实用新型,所述出入接头可设置成呈喇叭状或吸盘状,出入接头包括盘体、输出管接头、输入管接头和上盖,盘体与上盖之间的间隙形成容腔,所述盘体的整体可设置成圆形、椭圆形甚至多边形,所述盘体的横截面是圆形,所述盘体的纵截面是台阶状,盘体上端是小端,盘体下端是大端。

为了进一步实现本实用新型,所述盘体小端的中心位置设置有缓冲池,所述盘体上表面上缓冲池的外侧设置有若干条导流凸起,所述盘体的下表面呈上凸状。

为了进一步实现本实用新型,所述导流凸起相对于盘体的中心呈均匀的放射状分布。

为了进一步实现本实用新型,所述导流凸起包括一级导流条、二级导流条、三级导流条,一级导流条的一端靠近缓冲池的设置,另一端延伸至盘体的外缘位置处;所述二级导流条设置在相邻的两段一级导流条之间,二级导流条的长度短于一级导流条,使二级导流条的一端远离一级分流条靠近缓冲池的一端,另一端延伸至盘体的外缘位置处;所述三级导流条设置在一级导流条与二级导流条之间,三级导流条的长度短于二级导流条,使三级导流条的一端远离二级分流条靠近缓冲池的一端,另一端延伸至盘体的外缘位置处;以此类推,可设置数级分流渠道,至此,所述导流凸起之间形成了数级分流渠道。

为了进一步实现本实用新型,所述缓冲池由环形围挡包设而成,所述围挡为朝盘体上表面向上延伸一截的环形体,它可以是圆形的也可以是其他形状,所述围挡内形成细胞培养液储液槽,围挡的上表面为锯齿形,锯齿形采用围挡的周向间隔均匀的分布设置数个大小一致的缺口而形成,该缺口向下凹设内外贯通,且缺口的深度小于围挡的高度。

为了进一步实现本实用新型,所述输出管接头位于盘体的上表面上,所述输出管接头朝上伸出一截,所述输出管接头上端是小端,所述输出管接头下端是大端,所述输出管接头下端开口,所述输出管接头上端开口比输出管接头下端开口小,且穿透盘体的底面与引流孔。

为了进一步实现本实用新型,所述上盖覆盖扣合在盘体上,且上盖刚好可将盘体上表面的导流凸起完全覆盖,所述上盖的中心设有管套,管套可套接在输出管接头。

一种细胞精密拉伸装置,包括壳体,还包括自动换液装置和设于壳体内用于夹持生物膜的夹紧装置,所述自动换液装置使用上述任一项的细胞培养自动换液装置;所述夹紧装置包括至少两个移动夹具,所述生物膜位于两个夹具之间;设于壳体内控制夹紧装置移动的拉伸装置;所述夹紧装置之间设有用于放置细胞培养皿的培养皿放置座。

为进一步实现本实用新型,还包括顶盖、电刺激系统、散热机构、控制系统、实时观察系统,所述散热机构设在培养皿放置座下方;所述电刺激系统包括正负电极,当顶盖盖合时,所述正负电极抵触至生物膜上,所述顶盖的内壁设有设有弹性件,所述弹性件的底端固定连接正负电极;所述控制系统控制拉伸装置拉伸时间、拉伸频率以及拉伸幅度;所述实时观察系统包括CCD摄像头以及与CCD摄像头相连接的光纤,所述光纤置于生物膜的上方。

本实用新型的有益效果:

1、本实用新型的自动换液装置设置在壳体的侧部、平面面盖与顶盖组成的腔体内,自动换液装置包括换液电机、换液泵头、储液瓶、废液瓶、输入管、输出管、出入接头,出入接头呈喇叭状或吸盘状,出入接头包括盘体、输出管接头、输入管接头和上盖,盘体与上盖之间的间隙形成容腔,盘体上端是小端,盘体下端是大端,盘体小端的中心位置设置有缓冲池,盘体上表面上缓冲池的外侧设置有若干条导流凸起,导流凸起相对于盘体的中心呈均匀的放射状分布,导流凸起包括一级导流条、二级导流条、三级导流条,缓冲池由环形围挡包设而成,围挡为朝盘体上表面向上延伸一截的环形体,围挡内形成细胞培养液储液槽,围挡的上表面为锯齿形,锯齿形采用围挡的周向间隔均匀的分布设置数个大小一致的缺口而形成,该缺口向下凹设内外贯通,且缺口的深度小于围挡的高度,当储液槽中细胞培养液的液面高度超过缺口底部位置时,细胞培养液将从缺口中溢出而流到盘体上,经分流渠道分流至细胞皿,盘体上表面的导流凸起可将输入管输送进入缓冲池的细胞培养液均匀导入细胞培养皿,减少了细胞培养液对细胞的冲击力。

2、本实用新型自动换液装置的输入管和输出管靠近培养皿的一端部分适宜细胞培养皿形成弯折,输入管和输出管通过出入接头伸入细胞培养皿中,输入管和输出管的适宜培养皿的设置,有利于将出入接头固定于细胞培养皿中,另外,靠近培养皿的输入管和输出管设置成可伸缩的结构,这种设置可以适用不同半径大小的培养皿。

3、本实用新型自动换液装置的出入接头与输入管和输出管弯折处开口端相连,输出管接头位于盘体的上表面上,输出管接头朝上伸出一截,输出管接头上端是小端,输出管接头下端是大端用于与输出管相连接,输出管接头下端开口,输出管接头上端开口比输出管接头下端开口小,且穿透盘体的底面,在换液泵头的吸力作用下,输出管接头和盘体的的设置,有利于将吸力分散,较少或避免吸取细胞培养液时将细胞吸附。

4、本实用新型自动换液装置的上盖覆盖扣合在盘体上,且上盖刚好可将盘体上表面的导流凸起完全覆盖,使上盖、盘体和导流凸起共同组成了细胞培养液流出的通道,上盖的中心设有管套,管套可套接在输出管接头,通过套管可使输出管接头与输出管连接,套管上设置有输入管接头,输入管接头的中心开有上下贯穿的输入孔,这样,当上盖覆盖在盘体上时,输入管接头刚好位于缓冲池的储液槽的位置处,且与储液槽相连通,细胞培养液通过输入孔进入储液槽,进而细胞培养液经分流渠道流入细胞培养皿,因此,上盖固定了输入管接头和输出管接头,便于顺利自动换液。

5、本实用新型的控制系统控制自动换液装置的显示屏,当培养到一定时间的细胞将要换液时,可在显示屏上设置流速等工作参数,并启动进入工作状态,在工作过程中,换液电机带动换液泵头工作,细胞培养液按要求流速从储液瓶流出后,进入细胞培养皿,流出的培养液自动收集至废液瓶,实现了自动换液,节省人力、物力,甚至避免因手动换液造成细胞污染。

附图说明

图1为本实用新型的自动换液装置示意图;

图2为本实用新型的自动换液装置出入接头的结构示意图;

图3为图2本实用新型的自动换液装置出入接头剖视图;

图4为图2本实用新型的自动换液装置出入接头的俯视图;

图5为本实用新型的爆炸示意图;

图6为本实用新型拉伸装置的结构示意图;

图7为本实用新型夹紧装置的结构示意图;

图8为本实用新型上夹头的结构示意图;

图9为本实用新型下夹头的结构示意图;

图10为本实用新型限位部的结构示意图;

图11为本实用新型未安装夹紧装置和顶盖的结构示意图;

图12为图11安装夹具后的结构示意图;

图13为盖上顶盖后的整体结构示意图;

图14为实时观察系统的控制原理图;

图15为本实用新型的CO2输送装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述,其中,本实用新型的方向以图1为标准。

如图1~15所示,本实用新型公开了一种用于细胞培养的自动换液装置及使用该装置的精密细胞拉伸装置,它包括壳体1、平面面盖 2、培养皿放置座3、拉伸装置41、拉伸装置4、平台基座5、散热机构6、顶盖7、实时观察系统8、控制系统9、CO2输送装置10、自动换液装置20和显示屏(图中未示出),其中:

壳体1上端呈开口状结构,呈正方体或长方体,当然不限于此形状,壳体的一侧向上凸起形成一侧部11,壳体1内部形成空腔,平面面盖2、培养皿放置座3、拉伸装置4、平台基座5、散热机构6均设置在空腔内。

平面面盖2设置在壳体1的上方开口处,平面面盖2与壳体1 相适配,平面面盖2与壳体1可通过螺丝固定或卡设连接,平面面盖 2的上表面中心设置有放置座孔21,放置座孔21呈上下贯通设置,放置座孔21为圆形形状,在平面面盖2沿着放置座孔的圆周边向外间隔设有数个滑形轨道22,滑形轨道22呈长条状,且滑形轨道22 上下贯通平面面盖2。

培养皿放置座3用于调节培养皿的高度,包括高度调节环31、承载台32、高度调节座33。高度调节环31设置在放置座孔21处,高度调节环32呈圆环形,高度调节环31外壁设有环状螺纹;且高度调节环32的上表面设有两个缺口311,便于旋转高度调节环31,承载台32固定设置在高度调节环31的底端,或者是嵌设在调节环31 内部,从而形成一个承载台面,承载台32呈圆形,该承载台32用于放置细胞培养皿302,高度调节座33呈中空的圆柱状,高度调节座 33内壁设有环状螺纹,且高度调节座33内螺纹与高度调节环31外螺纹配合,这样旋转高度调节环31时可调节承载台32的高度,高度调节座33的底端与平台基座6固定连接;

本实用新型的培养皿放置座3可通过旋转高度调节环32,实现承载台32高度控制,实现培养皿的高度控制,由于在做拉伸试验时,夹具应尽量接近培养皿底部,一般培养液比较昂贵,当培养皿位置过低时,一般通过添加培养液来使得夹具夹持端浸没在培养液中,使得基底膜能够完全浸没在培养液里,本实用新型可以通过调节培养皿往上调整来避免添加培养液,从而也可以避免培养液的浪费。

夹紧装置41用于夹紧生物膜503,夹紧装置41为至少两个移动夹具,且每个滑行轨道对应设有一个夹具41,本实用新型至少设置为两个,本实用新型以四个为例,且每两个夹具处于同一直线设置,夹具41包括上夹头411、下夹头412、调节组件413,其中,上夹头 411包括上夹持端4111、上连接部4112,上夹持端4111为一平板结构,上夹持端4111套设有弹性套(图中未显示),避免因生物膜503 与上夹持端4111硬性接触而损坏生物膜503,上连接部4112的底端与上夹持端4111一体连接或固定连接,且呈一定角度连接,优选为钝角,上连接部4112为倒L形状,其中,上连接部4112的纵向部分呈倾斜状,使得整个上夹头411呈倾斜设置,倾斜段上设有通孔41121,上连接部4112位于顶端的横向部分设有上下贯通的螺孔41122;

下夹头412设置在上夹头411的下方,下夹头412包括下夹持端 4121、下连接部4122,且下夹持端4121与上夹持端4111平行设置,上夹持端4111与下夹持端4121形成夹持部,用于将基底材质夹紧,下夹持端4112套设有弹性套(图中未显示),避免因生物膜503与下夹持端4121硬性接触而损坏生物膜503;下连接部4122平行设置在上连接部4112的下方,下连接部4122是与上连接部4112形状相同的倒L形状,下连接部4122的整个倾斜部分向内凹设成滑槽41221,上连接部4112在滑槽41221内上下滑动,从而带动上夹持端4111靠近与远离下夹持端4121,进而实现夹紧与松卸生物膜503,在滑槽 41221靠近下夹持端4121设有一段限位滑孔41222,限位滑孔41222 沿着倾斜部分长度方向设置,本实用新型在通孔41121内设有限位部 4113,限位部4113将上连接部4112限制在下连接部4122的滑槽内滑动,避免上连接部4112脱离滑槽,且可避免上夹头411晃动,不能够准确夹紧生物膜503,同时将上连接部4112滑动的距离为限位滑孔41222的长度,当限位部4113滑动至限位滑孔41222的底端时,上夹持端4111紧密贴合在下夹持端4121上;限位部4113可采用上下两端带有帽的限位钉,限位钉的穿过第一通孔41121底端的钉帽滑设在限位滑孔41222的两端,如图10所示,也可采用以下结构实现,包括上下两个固定块41131,以及连接在两个固定块41131的连接杆部41132,上固定块41131的宽度大于第一通孔41121,下固定块41131 的宽度大于限位滑孔41222的宽度,连接杆部41132穿过第一通孔 41121,上下两个固定块41131分别紧密贴合于上连接部4112与下连接部4122,上连接部4112的滑动带动下固定块41131沿着限位滑孔 41222滑动;下连接部4122的横向部分设有上下贯通的第二通孔 41223,调节组件413包括调节螺杆4131、螺母4132,调节螺杆4131 的底端设置在第二通孔41223内,调节螺杆4131的顶端穿过上连接部4112的螺孔,且与螺母4132固定连接,调节螺杆4131与上连接部4112螺纹连接,优选的实施方式中,调节螺杆4131的长度与限位滑孔41222的长度相同,拧动螺母4132,螺母4132带动调节螺杆4131 转动,从而使得上夹头411上下移动,进而调节上夹持端4111与下夹持端4121的距离,进一步实现夹紧和松卸弹性生物膜503的功能。

拉伸装置4可拉伸细胞生物膜503,拉伸装置4包括控制夹紧装置41移动的传动机构42以及拉力传感器43,其中:

传动机构42包括两个固定座421、步进电机422、丝杆423和行程杆424,两个固定座421纵向平行固定设置在平台基座6上,其中一个固定座421设有通孔4211,通孔4211尺寸大于丝杆的直径,另一个固定座对应通孔位置设有螺孔4212;步进电机422固定设置在设有通孔的固定座421上;丝杆423设置在两个固定座421之间,丝杆423一端与步进电机422的输出轴固定连接,并穿过固定座421的通孔,另一端与另一个固定座421的螺孔连接;行程杆424一端与下夹头412固定连接,可通过螺钉固定,行程杆424另一端设有螺孔,该螺孔与丝杆423螺纹连接,步进电机422带动丝杆423转动,实现了行程杆424水平直线运动,进而实现拉伸夹具41沿着平面面盖2 的滑行轨道22移动,可带动上下夹头对生物膜上的细胞做水平直线运动,以便对附着的细胞进行加载拉伸,模拟了体内细胞、组织牵张力环境,为细胞、组织的体外生长的研究提供了条件。

选用步进电机422能够控制每步的精度在3%-5%,并且不会将一步的差错堆集到下一步,因此有较好的方位精度和运动的重复性。

拉力感应器43设置在夹具41上,可设置在上夹头或下夹头上,拉力传感器43能够检测到膜所受到拉力,并将信息发送给控制器,从而控制步进电机,步进电机422控制夹具的水平应力加载,实现了拉力可控,并且可以控制不同应力大小对细胞的影响,且本实用新型设置为多个方向,可以控制单向、双向、多向对生物膜进行循环拉伸,并对生物膜的拉伸时间、拉伸频率以及拉伸幅度进行控制。

如果未加拉力感应器43,例如通过对生物膜的底部施加正气压或负气压来实现生物膜的形变,以此实现对细胞的刺激,这种方法细胞受到的力刺激是不均匀的,且力的大小不可控,存在实验定量的不可确定性,造成实验设计存在一定的误差或者不足。而本实用新型拉伸夹具41设置有拉力感应器43,拉伸夹具41可以设置在多个方向,拉力感应器43可以测得相应方向的拉力大小,然后根据细胞的生长状态,及时调整相应方向的拉力,可实现多个方向的拉力同步或异步调整,即能够实现不同应力,不同方向的刺激;拉力感应器43可测得相应的对生物膜的拉力,避免了实验定量的不确定性,得出更准确实验结果。

平台基座5设置在拉伸装置4的下方,平台基座5的中心位置对应于培养皿放置座3的位置设有第三通孔51,且其周边设有数个通孔,热量可从通孔传递出去。

散热机构6设置在平台基座5的下方,散热机构6包括散热器 61和散热风扇62,散热器61的上端与平台基座6固定连接,散热器 61的外端与散热风扇62的一端相连,散热器61可以收集培养箱工作时产生的热量,散热风扇62可以将散热器61收集的热量经壳体的散热孔而排出壳体外,培养皿里的培养液的温度处在具体设置的恒温温度范围之内,为细胞提供适宜的温度环境,确保实验的顺利进行。

顶盖7的形状和大小与壳体1相适配,顶盖7的下端呈开口设置,顶盖7的四周和壳体上端密封设置,顶盖7设置(卡设)在壳体1上,顶盖7的设置为细胞的生长提供了无污染、防培养液蒸发,湿度和温度适宜的环境。细胞培养皿302在本实用新型的培养箱中可以直接实验和培养,不需要盖培养皿盖,这时设置将培养皿与培养箱结合,简化了实验步骤,节省了时间,而且避免因频繁取出细胞培养皿302而导致污染和对细胞生长状态的影响。

实时观察系统8包括CCD摄像头81、光纤82、第一数据收发模块83、第二数据收发模块84。光纤82与CDD摄像头81连接。CCD 摄像头81、设置在顶盖7上或者壳体1的侧部11上,也可安装在细胞培养箱上,且光纤82悬于培养皿的上方,CCD摄像头81与第二数据收发模块82相连,第一数据收发模块83与第二数据收发模块 84通过无线相连,第一数据收发模块83与控制系统9相连,CCD摄像头81将成像的细胞图像经过光纤82传递到第一数据收发模块84,第一数据收发模块83将数据信息发送至第二数据收发模块84进而由控制系统9储存显示。

CO2输送装置10为细胞生长提供恒定CO2浓度,CO2输送装置 10包括CO2感应器101、CO2储存瓶102、电磁阀103、输气管104、减风装置105。

CO2感应器101设置在壳体1、平面面盖2与顶盖7形成的腔体内的壳体侧壁上,CO2感应器101可感应本实用新型壳体1、平面面盖2与顶盖7形成的腔体内的CO2浓度,CO2储存瓶102设置在本实用新型的外侧,CO2储存瓶102为铝质平底压力气瓶;电磁阀103设置在本实用新型外侧;电磁阀103可实现开或关从而控制CO2输送装置10对本实用新型的CO2气体的输送;输气管104材质为聚四氟乙烯,输气管将CO2储存瓶102和电磁阀103相连,进而将输气管104 穿过本实用新型壳体1侧壁连通至本实用新型的内部。

减风装置105设置在壳体1、平面面盖2与顶盖7形成的腔体内,减风装置105包括CO2散气罩1051、CO2进风罩1052、隔板1053。 CO2散气罩1051设置在壳体1、平面面盖2与顶盖7形成腔体内,且 CO2散气罩1051设置在培养皿放置座3外侧、顶盖7内侧,CO2散气罩1051与顶盖7相适宜设置,CO2散气罩1051表面设置有若干通孔,通孔贯穿CO2散气罩1051设置,CO2气体可通过通孔进入CO2散气罩1051与平面面盖2组成的腔体内,进而到达置于培养皿放置座3的细胞培养皿302中的细胞培养液。CO2散气罩1051缓冲了CO2气体进入细胞培养液的冲击力,降低CO2气体对生物膜的影响。

为了进一步降低CO2气体对生物膜的影响,CO2进风罩1052可设置成喇叭状,CO2进风罩1052设置在CO2散气罩1051外侧,且 CO2进风罩1052设置在壳体1、平面面盖2与顶盖7形成腔体内壳体的侧壁上,CO2进风罩1052靠近侧壁的一端为小端,远离侧壁的为大端,小端与大端相连通,CO2进风罩1052的小端可与输气管104 的一端相连通,CO2进风罩1052的这种设置可以使CO2气体小口进大口出,有利于降低风力,减少CO2气体对生物膜的影响而减少对细胞牵引力实验结果的影响;

为了更进一步降低CO2气体通过生物膜的影响,可在CO2进风罩1052与CO2散气罩1051之间设置有隔板1053,所述隔板1053可将CO2进风罩1052的大端覆盖,所述隔板1053与CO2进风罩1052 的大端之间形成一定间隙,所述隔板1053下端与平面面盖2固定连接,使从CO2进风罩1052进入的CO2气体通过隔板1053的阻挡,进一步缓解了CO2气体的冲击力,避免较大冲击力的CO2气体直接进出细胞培养液以至于对生物膜产生影响。

自动换液装置20设置在壳体1的侧部11、平面面盖2与顶盖7 组成的腔体内,自动换液装置20包括换液电机201、换液泵头202、储液瓶203、废液瓶204、输入管205、输出管206、出入接头207,换液电机201安装于壳体1的侧部11中间位置上;换液泵头202是蠕动泵头,换液泵头202安装于靠近壳体1侧部11的平面面盖2上;换液泵头202与换液电机201是通过电机轴动相连,换液泵头202由换液电机201带动工作;储液瓶203安装于靠近壳体1侧部11的平面面盖2上,且储存瓶203位于换液泵头202的左侧,储液瓶203用于储存细胞培养液;废液瓶204安装于储存瓶203前,废液瓶204用于收集废液。

输入管205安装于平面面盖上,输入管205的一端通过换液泵头 202与储存瓶203相密封连通;输出管206安装于平面面盖2上,输出管206一端通过换液泵头202与废液瓶204相密封连通。

作为优选,输入管205和输出管206靠近培养皿的一端部分适宜细胞培养皿302形成弯折,输入管205和输出管206通过出入接头伸入细胞培养皿302中。

另外,可以将靠近培养皿的输入管205和输出管206设置成可伸缩的结构,这种设置可以适用不同半径大小的培养皿。

出入接头207与输入管205和输出管206弯折处开口端相连。出入接头207呈喇叭状或吸盘状,出入接头207包括盘体2071、输出管接头2072、输入管接头2073和上盖2074,盘体2071与上盖2072 之间的间隙形成容腔,盘体2071的整体可设置成圆形、椭圆形甚至多边形。盘体2071的横截面是圆形,盘体2071的纵截面是台阶状,盘体2071上端是小端,盘体2071下端是大端,盘体2071小端的中心位置设置有缓冲池20711,盘体2071上表面上缓冲池20711的外侧设置有若干条导流凸起20712,导流凸起20712相对于盘体2071 的中心呈均匀的放射状分布,导流凸起20712包括一级导流条207121、二级导流条207122、三级导流条207123,一级导流条207121的一端靠近缓冲池的设置,另一端延伸至盘体的外缘位置处;在相邻的两段一级导流条207121之间设置有二级导流条207122,二级导流条 207122的长度短于一级导流条207121,使二级导流条207122的一端远离一级分流条207121靠近缓冲池的一端,另一端延伸至盘体的外缘位置处;在一级导流条207121与二级导流条207122之间设置有三级导流条207123,三级导流条207123的长度短于二级导流条207122,使三级导流条207123的一端远离二级分流条207122靠近缓冲池的一端,另一端延伸至盘体的外缘位置处;以此类推,可设置数级分流渠道,至此,导流凸起20712之间形成了数级分流渠道,盘体2071的下表面呈上凸状。缓冲池20711由环形围挡20713包设而成,围挡 20713为朝盘体上表面向上延伸一截的环形体,它可以是圆形的也可以是其他形状,围挡20713内形成细胞培养液储液槽,围挡20713的上表面为锯齿形,锯齿形采用围挡的周向间隔均匀的分布设置数个大小一致的缺口20714而形成,该缺口20714向下凹设内外贯通,且缺口20714的深度小于围挡的高度,当储液槽中细胞培养液的液面高度超过缺口20714底部位置时,细胞培养液将从缺口20714中溢出而流到盘体2071上,经分流渠道分流至细胞皿,盘体2071上表面的导流凸起20712可将输入管输送进入缓冲池20711的细胞培养液均匀导入细胞培养皿302,降低细胞培养液对细胞的冲击力。

输出管接头2072盘体2071的上表面上,输出管接头2072朝上伸出一截,输出管接头2072上端是小端,用于与输出管206相连通;输出管接头2072下端是大端,输出管接头2072下端开口,且穿透盘体2071的底面,输出管接头2072下端用于吸取细胞培养皿302中的废液,输出管接头2072上端开口比输出管接头2072下端开口小。在换液泵头202的吸力作用下,输出管接头2072和盘体2071的的设置,有利于将吸力分散,较少或避免吸取细胞培养液时将细胞吸附。

上盖2074覆盖扣合在盘体2071上,且上盖2074刚好可将盘体 2071上表面的导流凸起20712完全覆盖,使上盖2074、盘体2071和导流凸起20712共同组成了细胞培养液流出的通道,上盖2074的中心设有管套2075,管套2075可套接在输出管接头2072,通过套管 2075可使输出管接头2072与输出管2076连接,套管2075上设置有输入管接头2073,输入管接头2073的中心开有上下贯穿的输入孔,当上盖覆盖在盘体上时,输入管接头2073刚好位于缓冲池20712的储液槽的位置处,且与储液槽相连通,细胞培养液通过输入孔进入储液槽,进而细胞培养液经分流渠道流入细胞培养皿302。

控制系统9采用计算机控制,与拉伸装置4、拉力传感器43、 CO2感应器101、电磁阀103、换液电机201连接;显示屏设置在壳体1侧壁上,显示屏与控制系统9连接。

控制系统9控制传动机构42和拉力感应器43可以确定拉伸频率、拉伸幅度、拉伸时间;在显示屏上设置拉伸频率、拉伸幅度、拉伸时间,经过一定时间的牵张实验,可以获得拉力、拉伸频率、拉伸幅度和拉伸时间与细胞生长状态的关系;

将拉伸装置4、控制系统9相结合应用于细胞培养中使细胞培养实验更简单、方便,节省时间及实验更准确。

在做细胞实验时,如细胞的刺激试验,如果是探讨不同的刺激条件对细胞生长状态的影响,实验操作时工作量比较大,因为严格来说实验包括生物学重复和实验重复,生物学重复就是一组实验相同批次细胞,一般需要3皿,实验重复是指相同实验不同批次,即不同实验次数,一般3次(不同批次细胞),如果是探讨刺激条件有3个层次 (相同刺激频率,刺激时间分10min、30min和1h)那么相同刺激频率,不同刺激时间的实验将需要9皿,9皿3个批次细胞刺激分别 10min、30min和1h取出观察细胞生长状态,实验操作时工作量比较大,且观察时间会不同、取出次数较多也会影响细胞的生长状态,这些都可能造成实验误差较大。

而本实用新型的培养装置中的控制系统9通过控制传动机构42 和拉力感应器43可以确定拉伸频率、拉伸幅度、拉伸时间;经过一定时间的牵张实验,可以获得拉力、拉伸频率、拉伸幅度和拉伸时间与细胞生长状态的关系;本实用新型的培养装置放置在普通培养箱中,培养到一定时间直接实验和观察,避免频繁将细胞培养皿302取出,有利于细胞生长,而且降低了工作量,及缩小了观察细胞的时间差距,增加实验结果的准确性。

通过光纤82将细胞培养皿302的图像传送到细胞培养箱外,并通过目镜可清晰观察到细胞的形态,在光纤82的另外一端,用CCD 摄像头81接收光纤82传过的图像,经CCD摄像头81的DSP处理器对图形进行采集和存储之后,由第二无线收发模块84发射到第一无线收发模块83上,再传送至控制系统计算机上,以备实时观测、存储或图像处理,计算机通过图像处理,还原图像的真实性,对细胞的培养状态进行分析,并对某些重要阶段进行提示,使得工作人员能够在特定时间上观察、分析细胞的状态。

本实用新型控器系统9连有WIFI或蓝牙模块,能够实现图像远距离无线传送,而且用户能够通过人机界面与WIFI模块实现远程操控,实现无需打开培养箱,进行远程活细胞培养观测的目的。

在显示屏上设定CO2浓度,控制器通过接收来自CO2感应器101 检测本实用新型壳体1、平面面盖2和顶盖7组成的腔体内CO2的浓度,从而控制电磁阀103,实现输气管104的开启或关闭,进而控制 CO2输送装置10对本实用新型的CO2气体的输送,具体来说,当控制系统监测到本实用新型壳体1、平面面盖2和顶盖7组成的腔体内的CO2浓度低于设定的CO2浓度时,控制系统自动控制电磁阀103 开启,使储存瓶内二氧化碳经输气管104进入本实用新型的壳体1、平面面盖2和顶盖7组成的腔体内,当控制系统监测到壳体1、平面面盖2和顶盖7组成的腔体内的CO2浓度低于设定的CO2浓度时,高于设定的CO2浓度时,控制系统自动控制电磁阀103关闭,使储存瓶102内CO2不能经过输气管104进入本实用新型壳体1、平面面盖 2和顶盖7组成的腔体内。

本实用新型还设有压线夹301,将电线固定于壳体1内部。

本实用新型的工作原理:将贴壁细胞培养在培养皿底部的生物膜上,在无菌及CO2输送装置提供适宜的CO2环境的情况下,打开顶盖7将培养皿放在培养皿放置座3的调节座盖31上,调节夹具41上的螺旋帽调节拉伸夹具41将生物膜夹住,并将顶盖盖上,将本装置放置于细胞培养箱中,并将电极线与正负电极连接,启动散热机构6,对培养装置内部进行散热,使得培养液温度保持一定的温度,控制系统根据拉力感应器11测得的拉力来控制拉伸装置的行程杆423从而控制拉伸夹具41拉伸频率、拉伸幅度、拉伸时间,将力学刺激细胞的方式接近于细胞生长、发育的体内环境,可改善细胞生长条件,从而促进细胞生长,提高细胞活性;当培养到一定时间的细胞将要换液时,可以在显示屏上设置流速等工作参数,并启动进入工作状态,在工作过程中,换液电机201带动换液泵头202工作,细胞培养液按要求流速从储液瓶203流出后,进入细胞培养皿302,流出的培养液自动收集至废液瓶204。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式,本实用新型并不局限于上述实施方式,在实施过程中可能存在局部微小的结构改动,如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围,且属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

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