一种显微镜用活细胞培养系统的制作方法

本发明涉及活细胞培养系统设计，特别涉及一种显微镜用活细胞培养系统。

背景技术：

1、活细胞成像是一种通过实时动态或者在一段时间内的图像采集， 来观察细胞内部结构运动变化和细胞生理过程的研究方法。 活细胞成像一方面要保持细胞的生理活性，另一方面能够使用显微镜进行实时观察和图像采集， 因此需要细胞培养环境控制系统的支持。 细胞培养环境控制系统是活细胞成像所必须的基本部件。在没有培养基或者适宜的温度等条件下，动物细胞通常只能维持短时间的正常活动。因而在显微镜上实现活细胞成像，就必须要使用培养环境控制系统，以维持细胞的正常代谢状态。

2、细胞培养的环境及条件：1．无菌环境：无毒和无菌是体外培养细胞的首要条件。细胞在活体内，解毒系统和免疫系统可抵抗微生物或其他有害物质的入侵，但细胞在体外培养的过程中，缺乏机体免疫系统的保护而丧失对微生物的防御能力和对有害物质的解毒能力。为保证细胞能在体外环境中生长繁殖，必须要确保无菌工作区域、良好的个人卫生、无菌试剂和培养基以及无菌操作。

3、2.合适的环境温湿度和气体浓度：因细胞类型而不同。除了细胞配套的培养基条件外：昆虫细胞是27℃无菌环境纯净空气条件，hek293是37℃无菌环境纯净空气条件，5%二氧化碳；cho 是37℃无菌环境纯净空气条件，5%二氧化碳；湿度要求95%以上的湿度。

4、目前应用的活细胞环境控制系统有两种： 第一种是国外的小型控制盒， 体积约300毫升，系统由置于载物台上的培养室、 加湿器、 温控器、 二氧化碳气体混合设备组成。

5、第二种是大型培养箱箱体，体积约125升， 其部件包括覆盖整个显微镜的透明箱体， 温、 湿度控制及鼓风、co2浓度控制等，箱体需紧密贴合显微镜镜身，并开有窗口方便操作。

6、第一种系统：1.为了保证培养室内湿度到达95%，培养室内安装有加湿器，加湿器采用加热蒸发的方式产生水雾，水雾会向上蒸发粘在透明塑料板上， 严重影响正置的显微镜dic和透射光的观察效果；2.相对于国外二氧化碳培养系统把加湿器放入培养室内，由于空间储存问题，导致水量不够，无法长时间保持湿度，如果需要进行加水，必须要重新打开培养室，导致实验无法完整进行。3.国内暂无相关专利及产品，且国外的价格普遍偏贵，价格一般在10-20万之间。

7、国内专利和产品基本都是第二种系统，1.最大的问题是密封性不行，由于是把亚克力板拼装在显微镜上，由于显微镜上有相关传动机构，而且钣金件的形状公差很难控制，所以亚克力板很难和显微镜完全密封，这样就会导致由于不停和外界空气进行交换，温度和co2浓度很难进行精确控制。2.同时由于体积庞大、笨重， 安装复杂，使用完后，很难进行杀菌，无法保证一直是无菌环境。3.一般适合功能专一的活细胞工作站系统， 作为高价值、高性能显微镜， 其功能完备、 需求多样， 这就导致如果采用这种大培养箱的话， 就需要经常拆装，而这种操作，损坏箱体或者仪器的风险很大。

8、综上， 以上这两种常用的活细胞环境控制系统由于各自结构的原因， 在应用的适应性上， 都受到一定的限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种显微镜用活细胞培养系统，以克服现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本申请公开了一种显微镜用活细胞培养系统，包括培养箱和加湿装置，所述培养箱由端盖和培养皿组成，所述培养皿包括底部基体、可替换玻片和玻片固定装置；所述底部基体的中部设有玻片固定装置，所述玻片固定装置上固定有可替换玻片；所述培养皿的上方设有端盖，所述端盖的顶面设有通孔，所述通孔内部设有亚克力透明板，所述通孔的底部设有pi加热膜，所述pi加热膜位于所述可替换玻片的上方，所述端盖顶部设有用于监控端盖内部温湿度的温湿度计；所述端盖的侧面设有加湿接头；所述加湿装置包括盖板和腔体组成，所述盖板上设有二氧化碳进气接头、出气接头和进水接头，所述盖板位于腔体上方且两者之间密封连接，所述出气接头与加湿接头相连接；所述腔体内部设有超声波雾化片。

4、作为优选，所述玻片固定装置包括固定铁片、固定磁铁和密封圈，所述底部基体的中部设有玻片安装孔，所述玻片安装孔的下方设有固定铁片，所述玻片安装孔的上方设有固定磁铁，所述固定磁铁与固定铁片之间设有密封圈，所述可替换玻片位于所述玻片安装孔内。

5、作为优选，所述底部基体的底部镶嵌有若干个载物台磁铁。

6、作为优选，所述底部基体上设有若干个端盖磁铁，所述端盖的底部设有若干个培养皿磁铁，所述端盖磁铁与培养皿磁铁之间位置一一对应且磁极相反；所述端盖与所述培养皿之间设有硅胶密封圈。

7、作为优选，所述进水管的下端设有连接管，所述连接管的另一端设有自动加湿装置，所述自动加湿装置包括基体、四氟密封圈和圆形泡沫，所述基体上设有若干个输出口，所述基体的上端与连接管相连接，所述基体内部设有四氟密封圈和圆形泡沫，所述四氟密封圈位于圆形泡沫的上方，所述四氟密封圈位于连接管的管口下方。

8、作为优选，所述连接管与基体之间设有转接头，所述转接头的上端与连接管之间采用螺纹连接，所述转接头的中部设有输出口，所述输出口与连接管的管口相衔接，所述基体的上端与转接头之间采用螺纹连接，所述四氟密封圈位于所述输出口的正下方。

9、作为优选，所述端盖的底部设有连接口，所述连接管的上端与连接口之间通过螺纹连接，所述连接口的底部与进水管的下端相连通。

10、作为优选，所述盖板和腔体之间通过螺纹及生料带密封连接。

11、本发明的有益效果：

12、1、通过亚克力透明板下方设计pi加热膜的方式，解决了国外小型显微镜用活细胞培养系统，透明塑料板上会产生水雾的问题

13、2、解决国内大型显微镜用活细胞培养系统的密封性问题、体积问题，适用性、无菌环境、温度和co2浓度很难进行精确控制等问题；

14、3、成本低，相对于国外产品，国内自行生产后成本和价格可以降10倍；

15、4、分体式设计，底部基体设计类似于一个可以重复使用的培养皿，相对于现阶段常用的一次性塑料培养皿，只需更换结构中的细胞爬片就行，同时不仅仅适用于细胞爬片，也可以更换划线盖玻片用来分隔培养细胞的、塑料片、细胞计数板、玻片。相对于一次性塑料培养皿的价格1个36块钱，不仅节约了长期使用的成本，而且扩大了适用范围；

16、5、温湿度计直接安装在显微镜用活细胞培养系统上，用户可以直观观测显微镜用活细胞培养系统的温湿度；

17、6、磁吸式设计，可以直接吸附在显微镜载物台上，无需上螺丝，增加客户体验；

18、7、独立的超声波加湿装置，相对于国外二氧化碳培养系统把加湿器放入培养室内，由于空间储存问题，导致水量不够，无法长时间保持湿度，如果需要进行加水，必须要重新打开培养室，导致实验无法完整进行。

19、本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

技术特征：

1.一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：包括培养箱和加湿装置，所述培养箱由端盖（1）和培养皿（2）组成，所述培养皿（2）包括底部基体（21）、可替换玻片（22）和玻片固定装置（23）；所述底部基体（21）的中部设有玻片固定装置（23），所述玻片固定装置（23）上固定有可替换玻片（22）；所述培养皿（2）的上方设有端盖（1），所述端盖（1）的顶面设有通孔（11），所述通孔（11）内部设有亚克力透明板（12），所述通孔（11）的底部设有pi加热膜（13），所述pi加热膜（13）位于所述可替换玻片（22）的上方，所述端盖（1）顶部设有用于监控端盖（1）内部温湿度的温湿度计（14）；所述端盖（1）的侧面设有加湿接头（15）；所述加湿装置包括盖板（3）和腔体（4）组成，所述盖板（3）上设有二氧化碳进气接头、出气接头和进水接头，所述盖板（3）位于腔体（4）上方且两者之间密封连接，所述出气接头与加湿接头（15）相连接，所述腔体（4）内部设有超声波雾化片（8）。

2.如权利要求1所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述玻片固定装置（23）包括固定铁片（231）、固定磁铁（232）和密封圈（233），所述底部基体（21）的中部设有玻片安装孔（211），所述玻片安装孔（211）的下方设有固定铁片（231），所述玻片安装孔（211）的上方设有固定磁铁（232），所述固定磁铁（232）与固定铁片（231）之间设有密封圈（233），所述可替换玻片（22）位于所述玻片安装孔（211）内。

3.如权利要求1所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述底部基体（21）的底部镶嵌有若干个载物台磁铁（214）。

4.如权利要求1所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述底部基体（21）上设有若干个端盖磁铁（212），所述端盖（1）的底部设有若干个培养皿磁铁，所述端盖磁铁（212）与培养皿磁铁之间位置一一对应且磁极相反；所述端盖（1）与所述培养皿（2）之间设有硅胶密封圈（213）。

5.如权利要求1所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述进水接头的下端设有连接管（5），所述连接管（5）的另一端设有自动加湿装置（6），所述自动加湿装置（6）包括基体（61）、四氟密封圈（62）和圆形泡沫（63），所述基体（61）上设有若干个加水口（611），所述基体（61）的上端与连接管（5）相连接，所述基体（61）内部设有四氟密封圈（62）和圆形泡沫（63），所述四氟密封圈（62）位于圆形泡沫（63）的上方，所述四氟密封圈（62）位于连接管（5）的管口下方。

6.如权利要求5所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述连接管（5）与基体（61）之间设有转接头（7），所述转接头（7）的上端与连接管（5）之间采用螺纹连接，所述转接头（7）的中部设有输出口，所述输出口与连接管（5）的管口相衔接，所述基体（61）的上端与转接头（7）之间采用螺纹连接，所述四氟密封圈（62）位于所述输出口的正下方。

7.如权利要求5所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述盖板（3）的底部设有连接口（31），所述连接管（5）的上端与连接口（31）之间通过螺纹连接，所述连接口（31）的底部与进水接头的下端相连通。

8.如权利要求1所述的一种显微镜用活细胞培养系统，其特征在于：所述盖板（3）和腔体（4）之间通过螺纹及生料带密封连接。

技术总结
本发明公开了一种显微镜用活细胞培养系统，包括培养箱和加湿装置，所述培养箱由端盖和培养皿组成，所述培养皿包括底部基体，所述底部基体的中部设有玻片固定装置，所述玻片固定装置上固定有可替换玻片；所述培养皿的上方设有端盖，所述端盖的顶面设有通孔，所述通孔的底部设有PI加热膜；所述端盖的侧面设有加湿接头；所述加湿装置包括盖板和腔体组成，所述盖板上设有二氧化碳进气接头、出气接头和进水接头，所述出气接头与加湿接头相连接；所述腔体内部设有超声波雾化片。解决国内大型显微镜用活细胞培养系统的密封性问题、体积问题，适用性、无菌环境、温度和CO<subgt;2</subgt;浓度很难进行精确控制等问题。

技术研发人员：杨懿,陈宇翔,严峻,李增
受保护的技术使用者：浙江荷湖科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1