一种高纯度干细胞培养自动化设备的制作方法

专利检索2022-05-10  2



1.本发明涉及新型干细胞培养装置技术领域,具体为一种高纯度干细胞培养自动化设备。


背景技术:

2.干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞,为了对干细胞进行培育研究,需要对应的培养设备,但是,现有的干细胞培养设备在使用过程中,往往需要多个不同设备进行配合使用,导致干细胞培养时需要大量周转时间,且在干细胞的培养过程中使用的设备培养效率较低。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种高纯度干细胞培养自动化设备,以解决现有的问题:现有的干细胞培养设备在使用过程中,往往需要多个不同设备进行配合使用,导致干细胞培养时需要大量周转时间,且在干细胞的培养过程中使用的设备培养效率较低。
4.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高纯度干细胞培养自动化设备,包括恒温培育底座,所述恒温培育底座用于形成恒温培养;恒温封盖,所述恒温封盖位于恒温培育底座的顶端,所述恒温封盖用于配合恒温培育底座形成恒温培养;自动化动引导取液结构,所述自动化动引导取液结构设置于恒温培育底座的一侧,所述自动化动引导取液结构用于对干细胞的培养进行定量取样和定量注入培养液;自动化解冻离心结构,所述自动化解冻离心结构设置于恒温培育底座内部的一侧,所述自动化解冻离心结构用于对干细胞进行解冻还原和离心混合;自动化重悬结构,所述自动化重悬结构设置于恒温培育底座的内部,所述自动化重悬结构位于自动化解冻离心结构的一侧,所述自动化重悬结构用于对干细胞进行稳定重悬;自动化培养结构,所述自动化培养结构设置于恒温培育底座的内部,所述自动化培养结构位于自动化重悬结构远离自动化解冻离心结构的一侧,所述自动化培养结构用于对干细胞的稳定带动培养。
5.优选的,所述恒温培育底座包括底座主体、放置搭载板、蓄热导出管、电热阻丝、第一导温金属杆、制冷导出箱、半导体制冷板和第二导温金属杆,所述底座主体内部的顶端固定连接有放置搭载板,所述底座主体的内部固定有第一导温金属杆和第二导温金属杆,所述第一导温金属杆和第二导温金属杆均位于放置搭载板的底端,所述第一导温金属杆位于蓄热导出管的两端,所述蓄热导出管固定于底座主体的一端,所述蓄热导出管的内侧固定有多个电热阻丝,所述制冷导出箱固定于底座主体的另一端,所述制冷导出箱的两端均与第二导温金属杆固定连接,所述制冷导出箱的顶端固定连接有半导体制冷板。
6.优选的,所述自动化解冻离心结构包括第一动导输出块、第一电机、主动输出齿
轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、解冻试管、离心试管、导温套环和电热板,所述第一动导输出块内侧的底端通过螺钉固定连接有第一电机,所述第一电机的输出端固定连接有主动输出齿轮,所述第一动导输出块顶端的一侧转动连接有第一从动齿轮,所述第一动导输出块顶端的另一侧转动连接有第二从动齿轮,所述第一从动齿轮和第二从动齿轮均与主动输出齿轮啮合连接,所述第一从动齿轮的顶端固定连接有解冻试管,所述第二从动齿轮的顶端固定连接有离心试管,所述解冻试管的外侧固定连接有导温套环,所述导温套环的一端通过导温胶固定连接有电热板。
7.优选的,所述自动化重悬结构包括第一往复自动输出结构和重悬试管,所述第一往复自动输出结构的一端固定连接有重悬试管。
8.优选的,所述自动化培养结构包括第二往复自动输出结构和六孔板,所述第二往复自动输出结构的顶端固定连接有六孔板。
9.优选的,所述第一往复自动输出结构的结构和第二往复自动输出结构的结构相同,所述第一往复自动输出结构和第二往复自动输出结构均包括内装动力块、预留滑槽、限位支撑板、第二电机、偏心动力板、往复推导块和推导杆,所述内装动力块的一端开设有预留滑槽,所述内装动力块的内部焊接有限位支撑板,所述限位支撑板的一端通过螺钉固定连接有第二电机,所述第二电机的输出端固定连接有偏心动力板,所述偏心动力板的底端转动连接有往复推导块,所述往复推导块远离偏心动力板的一端转动连接有推导杆。
10.优选的,所述第一往复自动输出结构和第二往复自动输出结构还包括限位搭载块、联动导出块、引导光杆、配动推块和弹性支撑杆,所述内装动力块的顶端固定连接有限位搭载块,所述限位搭载块的顶端滑动连接有联动导出块,所述联动导出块的两侧均通过弹性支撑杆与限位搭载块连接,所述弹性支撑杆用于限位联动导出块,避免联动导出块超程,所述联动导出块的内侧焊接有引导光杆,所述引导光杆的外侧滑动连接有配动推块,所述推导杆的顶端与配动推块焊接连接。
11.优选的,所述自动化动引导取液结构包括无轨气缸、气缸滑块、第二动导输出块、第三电机、动导齿轮轴、引导限位导块、跟随齿条柱和液压活塞缸,所述无轨气缸的内侧滑动连接有气缸滑块,所述气缸滑块顶端的一端焊接有第二动导输出块,所述第二动导输出块的一端固定连接有引导限位导块,所述第二动导输出块的一侧通过螺钉固定连接有第三电机,所述第三电机的输出端固定连接有动导齿轮轴,所述引导限位导块的内侧滑动连接有跟随齿条柱,所述动导齿轮轴的一端与跟随齿条柱啮合连接,所述跟随齿条柱顶端的一端通过螺钉固定连接有液压活塞缸。
12.优选的,所述自动化动引导取液结构还包括取液柱、引导柱、第四电机、螺杆、联动推杆、挤压板和电磁阀管,所述液压活塞缸的输出端固定连接有取液柱,所述取液柱的顶端焊接有引导柱,所述引导柱的顶端通过螺钉固定连接有第四电机,所述第四电机的输出端固定连接有螺杆,所述引导柱的两侧均开设带动槽,所述螺杆的外侧通过螺纹与联动推杆连接,所述联动推杆与带动槽滑动连接,所述联动推杆的底端焊接有挤压板,所述联动推杆与取液柱滑动连接,所述取液柱的底端固定连接有电磁阀管。
13.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过装置整体的结构设计,使得装置便于完成对干细胞培养的整体流程的自动化高效实施,避免了使用多个不同设备进行配合,降低了培养过程中的流程中转所消
耗的时间,并提高了解冻过程中的效率,重悬的成型效率,以及接种培育的持续成型效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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发明的一些实施例,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。
15.图1为本发明整体的结构示意图;图2为本发明整体的爆炸图;图3为本发明恒温培育底座的局部结构示意图;图4为本发明自动化解冻离心结构的局部结构示意图;图5为本发明自动化重悬结构的局部结构示意图;图6为本发明自动化培养结构的局部结构示意图;图7为本发明往复自动输出结构的局部结构示意图;图8为本发明往复自动输出结构的侧视图;图9为本发明自动化动引导取液结构的局部结构示意图。
16.图中:1、恒温培育底座;2、恒温封盖;3、自动化动引导取液结构;4、自动化解冻离心结构;5、自动化重悬结构;6、自动化培养结构;7、底座主体;8、放置搭载板;9、蓄热导出管;10、电热阻丝;11、第一导温金属杆;12、制冷导出箱;13、半导体制冷板;14、第二导温金属杆;15、第一动导输出块;16、第一电机;17、主动输出齿轮;18、第一从动齿轮;19、第二从动齿轮;20、解冻试管;21、离心试管;22、导温套环;23、电热板;24、第一往复自动输出结构;25、重悬试管;26、第二往复自动输出结构;27、六孔板;28、内装动力块;29、预留滑槽;30、限位支撑板;31、第二电机;32、偏心动力板;33、往复推导块;34、推导杆;35、限位搭载块;36、联动导出块;37、引导光杆;38、配动推块;39、弹性支撑杆;40、无轨气缸;41、气缸滑块;42、第二动导输出块;43、第三电机;44、动导齿轮轴;45、引导限位导块;46、跟随齿条柱;47、液压活塞缸;48、取液柱;49、引导柱;50、第四电机;51、螺杆;52、联动推杆;53、挤压板;54、电磁阀管。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
18.请参阅图1

2:一种高纯度干细胞培养自动化设备,包括恒温培育底座1,恒温培育底座1用于形成恒温培养;恒温封盖2,恒温封盖2位于恒温培育底座1的顶端,恒温封盖2用于配合恒温培育底座1形成恒温培养;自动化动引导取液结构3,自动化动引导取液结构3设置于恒温培育底座1的一侧,自动化动引导取液结构3用于对干细胞的培养进行定量取样和定量注入培养液;自动化解冻离心结构4,自动化解冻离心结构4设置于恒温培育底座1内部的一侧,
自动化解冻离心结构4用于对干细胞进行解冻还原和离心混合;自动化重悬结构5,自动化重悬结构5设置于恒温培育底座1的内部,自动化重悬结构5位于自动化解冻离心结构4的一侧,自动化重悬结构5用于对干细胞进行稳定重悬;自动化培养结构6,自动化培养结构6设置于恒温培育底座1的内部,自动化培养结构6位于自动化重悬结构5远离自动化解冻离心结构4的一侧,自动化培养结构6用于对干细胞的稳定带动培养。
19.请参阅图3:恒温培育底座1包括底座主体7、放置搭载板8、蓄热导出管9、电热阻丝10、第一导温金属杆11、制冷导出箱12、半导体制冷板13和第二导温金属杆14,底座主体7内部的顶端固定连接有放置搭载板8,底座主体7的内部固定有第一导温金属杆11和第二导温金属杆14,第一导温金属杆11和第二导温金属杆14均位于放置搭载板8的底端,第一导温金属杆11位于蓄热导出管9的两端,蓄热导出管9固定于底座主体7的一端,蓄热导出管9的内侧固定有多个电热阻丝10,制冷导出箱12固定于底座主体7的另一端,制冷导出箱12的两端均与第二导温金属杆14固定连接,制冷导出箱12的顶端固定连接有半导体制冷板13;需要维持恒温培育底座1内部的温度在三十七摄氏度,在温度高出时,通过控制半导体制冷板13完成对制冷导出箱12内部的制冷,利用制冷导出箱12与第二导温金属杆14的连接,利用第二导温金属杆14将制冷导出箱12处的冷却温度导出,使得恒温培育底座1内部的温度下降,直至三十七摄氏度后停止,在恒温培育底座1的内部温度低于三十七摄氏度时,启动电热阻丝10在蓄热导出管9内部积蓄热量,利用第一导温金属杆11将蓄热导出管9处积蓄的热量导出至底座主体7的内部,直至三十七摄氏度后停止;请参阅图4:自动化解冻离心结构4包括第一动导输出块15、第一电机16、主动输出齿轮17、第一从动齿轮18、第二从动齿轮19、解冻试管20、离心试管21、导温套环22和电热板23,第一动导输出块15内侧的底端通过螺钉固定连接有第一电机16,第一电机16的输出端固定连接有主动输出齿轮17,第一动导输出块15顶端的一侧转动连接有第一从动齿轮18,第一动导输出块15顶端的另一侧转动连接有第二从动齿轮19,第一从动齿轮18和第二从动齿轮19均与主动输出齿轮17啮合连接,第一从动齿轮18的顶端固定连接有解冻试管20,第二从动齿轮19的顶端固定连接有离心试管21,解冻试管20的外侧固定连接有导温套环22,导温套环22的一端通过导温胶固定连接有电热板23;通过电热板23对导温套环22进行升温输出,使得导温套环22将电热板23的升温温度导出至解冻试管20,使得解冻试管20内部的温度上升,通过自动化动引导取液结构3将干细胞从液氮中抽排导出至解冻试管20的内部,使得干细胞在解冻试管20的内部解冻,在解冻的同时,利用第一电机16完成对主动输出齿轮17的带动,利用主动输出齿轮17与第一从动齿轮18的啮合,使得第一从动齿轮18在主动输出齿轮17的带动下完成对解冻试管20的转矩输出,使得解冻试管20转动,带动干细胞快速解冻,将解冻后的干细胞通过自动化动引导取液结构3提取至离心试管21的内部,在离心试管21的内部注射有干细胞培养基,利用第二从动齿轮19与主动输出齿轮17的啮合,使得第二从动齿轮19将转矩传递至离心试管21,使得干细胞与干细胞培养基充分融合,完成培养前的制备;请参阅图5:
自动化重悬结构5包括第一往复自动输出结构24和重悬试管25,第一往复自动输出结构24的一端固定连接有重悬试管25;将离心后的干细胞培养基在自动化动引导取液结构3的带动下,注入重悬试管25的内部,利用第一往复自动输出结构24带动重悬试管25完成晃动后,使得离心后的干细胞培养基对干细胞沉淀进行吹吸混匀;请参阅图6:自动化培养结构6包括第二往复自动输出结构26和六孔板27,第二往复自动输出结构26的顶端固定连接有六孔板27;已经平衡好的即用型基质胶弃掉,将吹打均匀的干细胞悬液通过自动化动引导取液结构3加入到六孔板27中,并在六孔板27的内部补全培养液,利用第二往复自动输出结构26的带动,使得细胞均匀分布;请参阅图7

8:第一往复自动输出结构24的结构和第二往复自动输出结构26的结构相同,第一往复自动输出结构24和第二往复自动输出结构26均包括内装动力块28、预留滑槽29、限位支撑板30、第二电机31、偏心动力板32、往复推导块33和推导杆34,内装动力块28的一端开设有预留滑槽29,内装动力块28的内部焊接有限位支撑板30,限位支撑板30的一端通过螺钉固定连接有第二电机31,第二电机31的输出端固定连接有偏心动力板32,偏心动力板32的底端转动连接有往复推导块33,往复推导块33远离偏心动力板32的一端转动连接有推导杆34;第一往复自动输出结构24和第二往复自动输出结构26还包括限位搭载块35、联动导出块36、引导光杆37、配动推块38和弹性支撑杆39,内装动力块28的顶端固定连接有限位搭载块35,限位搭载块35的顶端滑动连接有联动导出块36,联动导出块36的两侧均通过弹性支撑杆39与限位搭载块35连接,弹性支撑杆39用于限位联动导出块36,避免联动导出块36超程,联动导出块36的内侧焊接有引导光杆37,引导光杆37的外侧滑动连接有配动推块38,推导杆34的顶端与配动推块38焊接连接;利用第二电机31完成对偏心动力板32的转矩输出,使得偏心动力板32转动,利用偏心动力板32的偏心设计,使得偏心动力板32在转动过程中存在最远端至最近端的变化推导动力,利用往复推导块33将该变化推导动力传递至推导杆34,利用推导杆34带动配动推块38在引导光杆37处滑动,利用配动推块38在滑动过程中产生的重量变化,带动联动导出块36在限位搭载块35处滑动,形成往复平移带动;请参阅图9:自动化动引导取液结构3包括无轨气缸40、气缸滑块41、第二动导输出块42、第三电机43、动导齿轮轴44、引导限位导块45、跟随齿条柱46和液压活塞缸47,无轨气缸40的内侧滑动连接有气缸滑块41,气缸滑块41顶端的一端焊接有第二动导输出块42,第二动导输出块42的一端固定连接有引导限位导块45,第二动导输出块42的一侧通过螺钉固定连接有第三电机43,第三电机43的输出端固定连接有动导齿轮轴44,引导限位导块45的内侧滑动连接有跟随齿条柱46,动导齿轮轴44的一端与跟随齿条柱46啮合连接,跟随齿条柱46顶端的一端通过螺钉固定连接有液压活塞缸47;自动化动引导取液结构3还包括取液柱48、引导柱49、第四电机50、螺杆51、联动推
杆52、挤压板53和电磁阀管54,液压活塞缸47的输出端固定连接有取液柱48,取液柱48的顶端焊接有引导柱49,引导柱49的顶端通过螺钉固定连接有第四电机50,第四电机50的输出端固定连接有螺杆51,引导柱49的两侧均开设带动槽,螺杆51的外侧通过螺纹与联动推杆52连接,联动推杆52与带动槽滑动连接,联动推杆52的底端焊接有挤压板53,联动推杆52与取液柱48滑动连接,取液柱48的底端固定连接有电磁阀管54。
20.在需要对干细胞进行横向位移的添加时,通过无轨气缸40完成对气缸滑块41的引导,形成横向带动,在调节干细胞注入的高度时,通过控制第三电机43完成对动导齿轮轴44的转矩带动,利用动导齿轮轴44与跟随齿条柱46的啮合,使得跟随齿条柱46在动导齿轮轴44的拨动下完成升降调节,利用液压活塞缸47对输出端的延伸或收缩带动调节干细胞注入位置的长度定位调节,通过控制第四电机50正转,利用第四电机50带动螺杆51完成转动,利用螺杆51与联动推杆52的螺纹连接,使得联动推杆52获得转矩,利用联动推杆52与带动槽的滑动连接,使得联动推杆52处的转矩被限位形成滑动位移,利用联动推杆52的滑动位移带动挤压板53完成上升,利用挤压板53在取液柱48内部的滑动,在取液柱48内部形成上升空气柱,将干细胞通过电磁阀管54抽入取液柱48的内部,在抽入后控制电磁阀管54封闭,在输出干细胞时,通过控制第四电机50反向输出转矩,使得挤压板53在取液柱48的内部下压,并开启电磁阀管54,使得干细胞被排出取液柱48的内部,完成干细胞的注入。
21.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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