细胞分装制冷系统及细胞分装方法与流程

1.本技术涉及细胞分装技术领域，尤其涉及细胞分装制冷系统及细胞分装方法。


背景技术：

2.在细胞制备过程中，需要将细胞进行离心，并将离心后的细胞与冻存液进行混合并分装，以便于后续的输出。细胞分装设备在对细胞进行分装时，需要对细胞进行低温存储以使得细胞在分装过程中的毒性最低。
3.相关技术中的细胞分装设备的自动化程度较低，且为了保证制冷效果，制冷机往往都是以最大功率运行，功耗较大。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种细胞分装制冷系统，实现了对细胞液体的自动化降温及分装，提高了系统的自动化程度，可以根据液袋的温度对压缩机的运行状态进行调节，使得压缩机的功率随着液袋的温度变化而变化，实现了对压缩机功率的自动化调整，压缩机能以最优功率进行运行，降低了系统的功耗。
5.本技术还提出一种细胞分装方法。
6.根据本技术实施例的细胞分装制冷系统，包括：
7.控制模块；
8.制冷面板，用于安装液袋；
9.压缩机，与所述控制模块连接，所述压缩机用于向所述制冷面板输送制冷液，以对所述液袋的温度进行调节，使得所述液袋的温度处于预设温度值；
10.温度检测模块，安装在所述制冷面板上，所述温度检测模块与所述控制模块连接，所述温度检测模块用于检测所述液袋的温度，使得所述控制模块适于根据所述液袋的温度对所述压缩机的功率进行调节；
11.液体输入模块，与所述液袋连通，所述液体输入模块用于将待处理的液体输送到所述液袋内；
12.液体输出模块，与所述液袋连通，所述液袋内的液体适于通过所述液体输出模块流出。
13.根据本技术实施例的细胞分装制冷系统，通过液体输入模块将待处理的液体输送到液袋内，制冷面板对液袋内的液体进行降温处理，使得液袋内的液体的温度达到预设值后，通过液体输出模块输出并进行分装，进而实现了对细胞液体的自动化降温及分装，提高了系统的自动化程度；且通过温度检测模块实时检测液袋的温度，并将检测数据传输给控制模块，使得控制模块根据液袋的实时温度与预设温度值之间的差值对压缩机的工作功率进行调节，进而可以根据液袋的温度对压缩机的运行状态进行调节，使得压缩机的功率随着液袋的温度变化而变化，实现了对压缩机功率的自动化调整，压缩机能以最优功率进行
运行，降低了系统的功耗。
14.根据本技术的一个实施例，所述温度检测模块包括温度探头，所述温度探头安装在所述制冷面板上，所述温度探头与所述液袋的外壁面抵接，所述温度探头与所述控制模块连接。
15.根据本技术的一个实施例，所述温度检测模块包括至少两个所述温度探头，至少两个所述温度探头分别对所述液袋的不同位置的温度进行检测。
16.根据本技术的一个实施例，所述细胞分装制冷系统包括混匀模块，所述混匀模块安装在所述制冷面板上，所述混匀模块与所述控制模块连接，所述混匀模块用于混匀所述液袋内的液体。
17.根据本技术的一个实施例，所述液袋的上部、所述液袋的中部、所述液袋的下部均设置有所述温度探头，所述液袋的下部位于所述混匀模块和所述制冷面板之间。
18.根据本技术的一个实施例，所述细胞分装制冷系统包括电子阀，所述电子阀的一端与所述压缩机连通，所述电子阀的另一端与所述制冷面板连通，所述电子阀与所述控制模块电连接或通信连接。
19.根据本技术第二方面实施例的细胞分装方法，包括：
20.将待处理的液体输送到液袋内；
21.获取所述液袋的温度数据和体积数据；
22.启动压缩机，并使得所述压缩机保持低功率状态运行预定时间，逐渐将制冷液输送到制冷面板；
23.判断所述液袋的温度与预设温度值之间的温度差，根据温度差调整所述压缩机的制冷功率，使得所述液袋内的液体温度降低到所述预设温度值；
24.将处于所述预设温度值的液体从所述液袋内输出并进行分装。
25.根据本技术的一个实施例，所述获取所述液袋的温度数据和体积数据，包括：
26.获取所述液袋不同位置的温度；
27.若所述液袋的任意两个不同位置的温度差超过第一预设值，混匀所述液袋内的液体。
28.根据本技术的一个实施例，所述混匀所述液袋内的液体，包括：
29.将所述液袋的下部的液体往上挤压，将所述液袋分为具有溶液的上部和不具有溶液的下部；
30.对所述液袋的具有溶液的上部的至少两个位置进行温度检测；
31.若上部的任意两个位置的温度差值仍大于所述第一预设值，则继续混匀；
32.若上部的任意两个位置的温度差值小于所述第一预设值，则停止混匀或继续混匀。
33.根据本技术的一个实施例，所述判断所述液袋的温度与预设温度值之间的温度差，根据温度差调整所述压缩机的制冷功率，包括：
34.若温度差小于第二预设值，控制所述压缩机处于低功率状态；
35.若温度差在所述第二预设值到第三预设值之间，控制所述压缩机以额定功率的一半的功率运行，其中，所述第三预设值大于所述第二预设值；
36.若温度差大于所述第三预设值，控制所述压缩机以额定功率运行。
37.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本技术实施例提供的细胞分装制冷系统的原理框图；
40.图2是本技术实施例提供的细胞分装制冷系统的制冷面板、液袋以及混匀模块的结构示意图；
41.图3是本技术实施例提供的细胞分装方法的原理图。
42.附图标记：
43.1、控制模块；2、制冷面板；3、液袋；4、压缩机；5、温度检测模块；
44.6、液体输入模块；7、液体输出模块；8、混匀模块；81、混匀板。
具体实施方式
45.下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。
46.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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技术实施例和简化描述，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技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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技术实施例中的具体含义。
48.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可
以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.下面结合图1至图3描述本技术的细胞分装制冷系统及细胞分装方法。
51.根据本技术第一方面的实施例，如图1和图2所示，细胞分装制冷系统包括控制模块1、制冷面板2、压缩机4、温度检测模块5、液体输入模块6和液体输出模块7，制冷面板2，用于安装液袋3，压缩机4与控制模块1连接，压缩机4用于向制冷面板2输送制冷液，以对液袋3的温度进行调节，使得液袋3的温度处于预设温度值，温度检测模块5安装在制冷面板2上，温度检测模块5与控制模块1连接，温度检测模块5用于检测液袋3的温度，使得控制模块1适于根据液袋3的温度对压缩机4的功率进行调节，液体输入模块6与液袋3连通，液体输入模块6用于将待处理的液体输送到液袋3内，液体输出模块7与液袋3连通，液袋3内的液体适于通过液体输出模块7流出。
52.在使用时，控制模块1控制压缩机4启动，并使得压缩机4先处于低功率状态运行，使得压缩机4缓慢的将制冷液输送到制冷面板2的制冷管中，使得机械结构可以适应温度的变化，相比于相关技术中在系统启动时直接将制冷液快速输送到制冷面板2中的做法，本技术可以有效的提高系统的使用寿命。通过液体输入模块6将待处理的液体输送到液袋3内，并通过温度检测模块5对液袋3此时的温度进行检测，进而获取液袋3的初始温度，然后控制模块1根据液袋3的初始温度自动调整压缩机4的功率，对液袋3内的液体进行温度调节。温度检测模块5则持续的对液袋3的温度进行检测，并将检测到的液袋3的实时温度传输给控制模块1，控制模块1将液袋3的实时温度与预设温度值进行对比，使得压缩机4的工作功率与液袋3的实时温度与预设温度值的差值成正比关系，即液袋3的实时温度与预设温度值相差的越大，压缩机4的工作功率就越高，进而可以根据液袋3的实时温度对压缩机4的工作功率进行调整。当液袋3内的液体的温度达到预设值后，将液袋3内的液体通过液体输出模块7输出，且液体输出模块7可以控输出的液体的量，进而对液体进行分装操作。进而实现了对细胞液体的自动化降温及分装，提高了系统的自动化程度，可以根据液袋3的温度对压缩机4的运行状态进行调节，使得压缩机4的功率随着液袋3的温度变化而变化，实现了对压缩机4功率的自动化调整，压缩机4能以最优功率进行运行，降低了系统的功耗。
53.本技术实施例的细胞分装制冷系统，通过液体输入模块6将待处理的液体输送到液袋3内，制冷面板2对液袋3内的液体进行降温处理，使得液袋3内的液体的温度达到预设值后，通过液体输出模块7输出并进行分装，进而实现了对细胞液体的自动化降温及分装，提高了系统的自动化程度；且通过温度检测模块5实时检测液袋3的温度，并将检测数据传输给控制模块1，使得控制模块1根据液袋3的实时温度与预设温度值之间的差值对压缩机4的工作功率进行调节，进而可以根据液袋3的温度对压缩机4的运行状态进行调节，使得压缩机4的功率随着液袋3的温度变化而变化，实现了对压缩机4功率的自动化调整，压缩机4能以最优功率进行运行，降低了系统的功耗。
54.在本技术的实施例中，压缩机4与控制模块1的连接以及温度检测模块5与控制模块1的连接均可以是电连接或通信连接。
55.在本技术的实施例中，控制模块1内设置有pid温度控制程序，使得控制模块1获取到输入的设定目标温度后会立即检测当前液袋3的温度情况，当液袋3温度低于目标温度会
启动压缩机4，但液袋3温度接近目标温度的时候会把压缩机4的功率控制在一个低功率的状态让液袋3温度逐渐接近目标温度，而当液袋3温度超过设定的温度的时候关闭压缩机4。
56.在本技术的实施例中，控制模块1例如为压缩机驱动器。但是应当了解，控制模块1还可以是其他任何合适的具有控制功能的部件。
57.在本技术的一个实施例中，制冷面板2上设置有挂钩，液袋3的上端设置有与挂钩相匹配的通孔。在使用时，将挂钩穿过液袋3的通孔，即可使得液袋3挂在制冷面板2上，进而便于对液袋3进行温度检测及温度调节等操作。
58.在本技术的一个实施例中，温度检测模块5包括温度探头，温度探头安装在制冷面板2上，温度探头与液袋3的外壁面抵接，温度探头与控制模块1连接。在使用时，在制冷面板2上安装温度探头，并使得温度探头与液袋3的外壁面接触，使得温度探头可以对液袋3的温度进行检测，且不需要与液袋3内的液体接触，能够通过非接触的方式进行液袋3的温度数据采集，然后温度探头将检测到的温度数据传输给控制模块1，使得控制模块1可以根据液袋3的实时温度控制压缩机4的工作功率，进而使得液袋3的温度维持在预设温度值。
59.在本技术的一个实施例中，温度检测模块5包括至少两个温度探头，至少两个温度探头分别对液袋3的不同位置的温度进行检测。在使用时，通过在制冷面板2上设置至少两个温度探头，对液袋3的不同位置进行温度检测，进而可以获得液袋3不同位置的温度数据，可以更加准确的得知液袋3的实时温度，且当其中一个温度探头出现故障时，仍有其他的温度探头可以对液袋3的温度进行检测。
60.在本技术的一个实施例中，如图1和图2所示，细胞分装制冷系统包括混匀模块8，混匀模块8安装在制冷面板2上，混匀模块8与控制模块1连接，混匀模块8用于混匀液袋3内的液体。在使用时，通过两个或两个以上的温度探头对液袋3的不同位置同时进行温度检测，当液袋3的任意两个位置的温度差值超过预设值时，控制模块1向混匀模块8发送相应的信号，混匀模块8开始工作，混匀模块8对液袋3进行混匀操作，使得液袋3内的液体混合在一起，进而使得液袋3的不同位置的温度保持一致。
61.在本技术的实施例中，当液袋3的任意两个位置的温度差值例如超过第一预设值时，混匀模块8就会开始混匀液袋3内的液体。
62.在本技术的实施例中，如图1和图2所示，混匀模块8包括混匀板81，混匀板81安装在制冷面板2上，液袋3位于混匀板81和制冷面板2之间，混匀板81可相对于制冷面板2往复运动。在使用时，控制混匀板81相对于制冷面板2往复运动，即使得混匀板81靠近制冷面板2或远离制冷面板2，在混匀板81靠近制冷面板2时，混匀板81会挤压液袋3，进而对液袋3的液体产生挤压，使得液袋3的液体混合在一起，实现对液袋3的混匀操作。
63.具体的，液袋3的下部位于混匀板81和制冷面板2之间，即混匀板81可以对液袋3的下部进行挤压，将液袋3下部的液体往上挤压，使得液袋3内的液体混合在一起。
64.在本技术的一个实施例中，如图1所示，液袋3的上部、液袋3的中部、液袋3的下部均设置有温度探头，液袋3的下部位于混匀模块8和制冷面板2之间。在使用时，系统运行过程中，会有新的待处理液体流入到液袋3中，液袋3内的液体也会流出，液袋3内的液体流动时会使得液袋3的温度产生变化。当液袋3的任意两个位置的温度差值超过预设值时，使得混匀模块8处于工作状态，混匀模块8将液袋3下部的液体挤压往上挤压，使得液袋3内的液体混匀在一起。在混匀模块8还没有对液袋3的下部进行挤压时，液袋3上部和液袋3中部处
的温度探头暂不工作，即暂不对液袋3上部和液袋3中部进行温度检测，因为随着液体的流出，此时液袋3上部和液袋3中部处可能没有液体，进而可以避免检测到的温度数据与液体的温度不符合，当混匀模块8对液袋3进行挤压时，液袋3上部和液袋3中部处的温度探头才开始对液袋3进行温度检测，确保了温度检测准确性。
65.具体的，液袋3的出口处或其他任何合适的位置处也可以设置温度探头，进一步提高对液袋3温度检测的全面性和准确性。
66.在本技术的一个实施例中，细胞分装制冷系统包括电子阀，电子阀的一端与压缩机4连通，电子阀的另一端与制冷面板2连通，电子阀与控制模块1电连接或通信连接。在使用时，通过管道将电子阀的一端和压缩机4连通，将电子阀的另一端与制冷面板2连通，使得压缩机4往制冷面板2输送的制冷液需要经过电子阀。温度检测模块5对液袋3的实际温度进行检测，并将检测数据传输给控制模块1，根据液袋3的实际温度和预设温度进行对比，控制模块1根据液袋3的实际温度和预设温度之间的温度差值对压缩机4的工作功率以及电子阀的开度进行调节，使得压缩机4的工作功率以及电子阀的开度均与温度差值的大小成正比，进而可以达到最优的制冷效果，避免长时间保持最大功率运行，降低了系统的功耗。
67.在本技术的一个实施例中，液体输入模块6包括第一蠕动泵，第一蠕动泵的一端和液袋3的入口连通，第一蠕动泵的另一端和待处理液体连通。在使用时，第一蠕动泵可以将待处理液体输送到液袋3内，实现待处理液体的自动输送，提高了系统的自动化程度。
68.在本技术的一个实施例中，液体输出模块7包括第二蠕动泵，第二蠕动泵的一端和液袋3连通，第二蠕动泵的另一端和液袋3的出口连通。在使用时，第二蠕动泵可以将液袋3中的液体输送到分装容器或其他部件中，实现了液袋3中液体的自动流出，提高了系统的自动化程度。
69.根据本技术第二方面的实施例，如图3所示，细胞分装方法包括：
70.101、将待处理的液体输送到液袋3内；
71.具体的，通过蠕动泵等液体输入模块6将待处理的液体自动输送到液袋3内，提高了系统的自动化程度。
72.102、获取液袋3的温度数据和体积数据；
73.具体的，通过温度检测模块5对液袋3的温度进行检测，进而获取液袋3的温度数据。在蠕动泵将待处理液体输送到液袋3内时进行计量，即可得知液袋3的体积数据，也可以对液袋3的重量进行检测，根据液体的密度即可得知液袋3的体积数据，还可以通过其他任何合适的体积数据获取方法获取液袋3的体积数据，在此不进行一一叙述。
74.103、启动压缩机4，并使得压缩机4保持低功率状态运行预定时间，逐渐将制冷液输送到制冷面板2；
75.具体的，启动压缩机4时，为了更好的控制总体的功率，机器采用缓启动的方式，该方式在启动细胞分装制冷系统的时候，系统会让压缩机4处于低功率低转速的工作状态四分钟到六分钟，该状态是为了让制冷液缓慢的进入到制冷面板2的制冷管内让制冷面板2处于一个缓慢的温度变化状态，给机械结构一个适应的时间，可以增加系统的使用寿命。
76.进一步的，启动压缩机4时，使得压缩机4处于低功率状态运行五分钟，将制冷液逐渐输送带制冷面板2，此时压缩机4的功率小于其额定功率的一半。在本实施例中，此时压缩机4的功率小于150w。
77.104、判断液袋3的温度与预设温度值之间的温度差，根据温度差调整压缩机4的制冷功率，使得液袋3内的液体温度降低到预设温度值；
78.具体的，根据温度差对压缩机4的工作功率进行调整，使得压缩机4的工作功率的大小与温度差的大小成正比，即液袋3的温度与预设温度值相差的越大，压缩机4的工作功率就越高，进而可以根据液袋3的温度对压缩机4的工作功率进行调整，使得压缩机4的功率随着液袋3的温度变化而变化，实现了对压缩机4功率的自动化调整，压缩机4能以最优功率进行运行，降低了系统的功耗。
79.105、将处于预设温度值的液体从液袋3内输出并进行分装。
80.具体的，通过蠕动泵等液体输出模块7将经过制冷处理的处于预设温度值的液体从液袋3内输出，并进行分装处理，实现了对细胞液体的自动化降温及分装，提高了系统的自动化程度。
81.在本技术的一个实施例中，获取液袋3的温度数据和体积数据，具体包括：
82.获取液袋3不同位置的温度；
83.若液袋3的任意两个不同位置的温度差超过第一预设值，混匀液袋3内的液体。在使用时，通过在制冷面板2上设置至少两个温度探头，对液袋3的不同位置进行温度检测，进而可以获得液袋3不同位置的温度数据。当液袋3的任意两个位置的温度差值超过第一预设值时，对液袋3进行混匀操作，使得液袋3内的液体混合在一起，进而使得液袋3的不同位置的温度保持一致。
84.在本技术的实施例中，第一预设值例如为2摄氏度。但是应当了解，第一预设值还可以是其他任何合适的数值，可以根据实际情况增大或减小第一预设值的数值大小。
85.在本技术的一个实施例中，混匀液袋3内的液体，具体包括：
86.将液袋3的下部的液体往上挤压，将液袋3分为具有溶液的上部和不具有溶液的下部；
87.对液袋3的具有溶液的上部的至少两个位置进行温度检测；
88.若上部的任意两个位置的温度差值仍大于第一预设值，则继续混匀；
89.若上部的任意两个位置的温度差值小于第一预设值，则停止混匀或继续混匀。
90.在使用时，随着液体流入液袋3或从液袋3内流出，液袋3内的温度会发生变化，当液袋3的任意两个位置的温度差超过预设值时对液袋3进行挤压，使得液体混匀。在对液袋3进行挤压前，暂停对液袋3的中部和上部进行温度检测，因为随着液体的流出，此时液袋3上部和液袋3中部处可能没有液体，进而可以避免检测到的温度数据与液体的温度不符合。对液袋3进行挤压时，会将液袋3下部的液体挤压到中上部，将液袋3分为具有溶液的上部和不具有溶液的下部，然后对具有溶液的部分进行温度检测，确保了温度检测的准确性。若具有溶液的上部的任意两个位置的温度差仍大于第一预设值，说明仍需要混合，则继续对液袋3进行挤压混合操作，若具有溶液的上部的任意两个位置的温度差值小于第一预设值，此时可以停止混匀操作，也可以继续混匀操作，确保液袋3内的液体充分混合。
91.在本技术的一个实施例中，判断液袋3的温度与预设温度值之间的温度差，根据温度差调整压缩机4的制冷功率，具体包括：
92.若温度差小于第二预设值，控制压缩机4处于低功率状态；
93.若温度差在第二预设值到第三预设值之间，控制压缩机4以额定功率的一半的功
率运行，其中，第三预设值大于第二预设值；
94.若温度差大于第三预设值，控制压缩机4以额定功率运行。
95.在使用时，通过温度检测模块5对液袋3的温度进行检测，将检测到的液袋3温度与预设温度值进行对比，并根据液袋3的温度和预设温度值之间的温度差控制压缩机4的工作功率，进而可以根据设置的预设温度值实时的调整压缩机4的工作状态，使得压缩机4处于最优工作功率，避免了长时间保持高功率运行，降低了功耗。在温度差较大时会自动以最大功率运行，进而可以在不定量以及不定初始温度的情况下可以保证液袋3中的液体在预设时间内达到预设温度值。
96.在本技术的实施例中，第二预设值例如为5摄氏度，第三预设值例如为10摄氏度。但是应当了解，第二预设值和第三预设值均还可以是其他任何合适的数值，可以根据实际需求增大或减小第二预设值以及第三预设值，只需保证第三预设值大于第二预设值即可。
97.在本技术的一个实施例中，细胞分装方法包括：判断液袋3内的液体是否小于0.5ml,若小于，则停止获取液袋3的温度数据。在使用时，通过将输入到液袋3中液体的量和从液袋3输出的液体的量进行对比，即可得知此时液袋3中剩余的液体的量，当液袋3内的液体小于0.5ml时，停止获取液袋3的温度数据，避免获取的温度数据不准确。
98.最后应说明的是，以上实施方式仅用于说明本技术，而非对本技术的限制。尽管参照实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本技术的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本技术的权利要求范围中。