细胞三维培养自动化发生装置 专利技术说明

有机化合物处理,合成应用技术1.本发明涉及细胞培养领域，尤其涉及一种细胞三维培养自动化发生装置。背景技术：2.细胞培养是指在体外模拟体内环境(无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等)，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。细胞培养也叫细胞克隆技术，在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的生物克隆技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程，细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以由一个细胞经过大量培养成为简单的单细胞或极少分化的多细胞，这是克隆技术必不可少的环节，而且细胞培养本身就是细胞的克隆。3.公开号cn211871999u公开了一种细胞三维培养箱，其包括培养箱本体，培养箱本体的下表面固定连接有两个对称分布的支撑板，培养箱本体的下表面固定连接有升降机构，升降机构的底端固定连接有固定板，固定板的下表面固定连接有多个第一滚动轴承，第一滚动轴承的内壁固定连接有滚轮，支撑板的外壁固定连接有限位机构，培养箱本体的外壁固定连接有废料杀菌机构。4.但是现有技术中的培养时需要将细胞通过注射器注射到培养箱本体内部的培养皿内，配合高压静电场能够完成三维培养发生，由于需要多次注射细胞，再次注射细胞时需要打开培养箱本体的活动门，灰尘细菌容易进入培养箱本体内，不利于细胞的三维培养。技术实现要素：5.为此，本发明提供一种细胞三维培养自动化发生装置，可以解决现有技术中的灰尘细菌进入培养箱内导致的细胞培养失败的问题。6.为实现上述目的，本发明提供一种细胞三维培养自动化发生装置，包括：7.机壳，所述机壳为方形腔体；8.机壳内设置有培养皿，用以承接待培养细胞；9.在所述机壳的顶部设置有导流管，所述导流管的第一端伸入机壳内，第二端伸出所述机壳，第二端用以与注射器连接，用以注入待培养细胞，待培养细胞由注射器经过第二端进入导流管，经过导流管的引导由第一端流入培养皿内；10.检测模块，用以对导流管的第一端与培养皿的距离进行实时监测，获取监测结果；11.调整模块，用以对导流管的实时位置进行调整，以将导流管调整至确定的位置；12.抓取模块，设置在所述机壳的顶部，用以在导流管的位置确定时抓握导流管的管壁；13.控制模块，分别与所述检测模块、调整模块以及抓取模块连接，用以根据监测结果调整导流管的实时位置，并在导流管调整到确定的位置后抓握所述导流管的管壁。14.进一步地，在控制模块内设置有调整周期和评分单元，在任意调整周期内，所述评分单元对导流管位置的调整效率进行评分，以评估所述调整模块在当前调整周期内的表现情况，以根据当前调整周期的表现情况调整下一调整周期内对导流管的调整参数。15.进一步地，所述评分单元内预先设置有标准评分s0,若评分单元对导流管的位置的调整效率进行评估，得到的实际评分为s；16.若实际评分s≤标准评分s0，则表示调整效率在当前调整周期内的表现情况差，此时需要对下一调整周期内的调整参数进行调整；17.若实际评分s》标准评分s0，则表示调整效率在当前调整周期内的表现情况好，此时无需对下一调整周期内的调整参数进行调整。18.进一步地，调整模块根据监测结果调整导流管的实时位置时，调整模块包括设置单元、比较单元和修正单元，所述设置单元用以设置第一标准距离l1、第二标准距离l2和第三标准距离l3，其中l1《l2《l3；19.比较单元用以将实时位置，也就是导流管的第一端与培养皿的实际距离l分别与第一标准距离l1、第二标准距离l2和第三标准距离l3进行比较；20.若实际距离l≤第一标准距离l1，则表示距离很近，符合实际需要，无需在下一调整周期对第一端与培养皿的距离进行修正；21.若第一标准距离l1《实际距离l≤第二标准距离l2，则在下一调整周期内对当前的实际距离采用第一修正系数k1进行修正；22.若第二标准距离l2《实际距离l≤第三标准距离l3，则在下一调整周期内对当前的实际距离采用第二修正系数k2进行修正；23.若第三标准距离l3《实际距离l，则在下一调整周期内对当前的实际距离采用第三修正系数k3进行修正。24.进一步地，当采用第一修正系数k1对当前调整周期内的实际距离进行调整，并将调整后的第一端与培养皿的距离设定为第一距离l11，第一距离l11＝l×(1-k1)；25.当采用第二修正系数k2对当前调整周期内的实际距离进行调整，并将调整后的第一端与培养皿的距离设定为第二距离l12，第二距离l12＝l×(1-k2)；26.当采用第三修正系数k3对当前调整周期内的实际距离进行调整，并将调整后的第一端与培养皿的距离设定为第三距离l13，第三距离l13＝l×(1-k3)，其中1》k1》k2》k3》0。27.进一步地，所述第一修正系数k1＝l3/(l1+l2+l3)；28.所述第二修正系数k2＝l2/(l1+l2+l3)；29.所述第三修正系数k3＝l1/(l1+l2+l3)。30.进一步地，所述抓取模块包括接收单元、检测单元和固定爪，所述接收单元用以接收中控模块的指令信息，该指令信息用以指示当前要执行的操作，当指令信息为执行工作时，则固定爪抓取导流管的外壁以实现导流管的固定限位，当指令信息为执行不工作操作时，则固定爪不接触导流管的外壁，以便于调整模块对导流管的位置进行调整，检测单元，用以检测固定爪与导流管的实际距离。31.进一步地，在所述导流管的外部还设置有限位块，所述限位块套设于导流管的外部，在所述机壳的内部顶端还设置有两个固定板，所述导流管位于两个固定板之间，两个所述固定板相对的一侧均固定设置有连接杆，两个所述连接杆之间固定设置有限位块，所述机壳(1)的一侧内壁设置有紫外线灯，所述机壳远离紫外线灯的一侧内壁设置有高压电源，所述机壳的内部底端固定设置有负极板，所述负极板(9)的上方设置有培养皿，所述机壳的前壁通过合页转动设置有活动门，所述活动门的前壁设置有控制面板。32.进一步地，所述限位块为中空型圆柱体结构，所述限位块的孔径大于导流管的直径，所述限位块的内壁通过胶水粘贴固定有橡胶垫；所述限位块共设置有三个，三个所述限位块等距离分布。33.进一步地，所述机壳的顶端设置有两个观察窗，两个所述观察窗分别位于导流管的两侧；所述导流管的顶端螺纹连接有密封盖；所述机壳的底端固定设置有四个防滑垫，四个所述防滑垫分别位于机壳的四角处。34.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过控制模块，分别与检测模块连接，通过接收检测模块监测到的导流管的实时位置，确定导流管的第一端与培养皿的实际距离，进而在抓取模块没有与导流管管壁接触时通过调整模块对导流管的位置进行调整，调整导流管第一端与培养皿的距离，以保证待培养细胞在培养皿内的安全性。35.尤其，通过在控制模块内设置调整周期和评分单元，并通过评分单元对当前的调整周期内的调整情况进行评估，并根据当前调整周期的表型情况来调整下一调整周期内的调整参数，使得对于导流管的调整更为高效，提高细胞培养的精准度和培养效率，保证待培养细胞顺利进入培养皿内，完成细胞培养。36.尤其，通过设置标准评分，以对导流管的位置的调整效率进行评估，并将实际评分和标准评分进行比较，根据比较结果判定是否需要对下一调整周期内的调整参数进行调整，在实际应用中，若是实际评分低于标准评分，则表示在当前的调整周期内对导流管的调整效率低，在下一调整周期需要进行提高，若是实际评分高于标准评分，则表示在当前的调整周期内对导流管的调整效率满足实际需要，在下一调整周期则无需进行改动，本发明实施例通过对于导流管的调整效率进行评估，使得对于调整模块到导流管的调整效率进行评估，提高了周期之间的不断优化，提高细胞培养的导流效率，保证待培养细胞进入培养皿内进行细胞培养，提高培养效率。37.尤其，通过设置三个标准距离，并设置不同的修正系数，针对导流管的不同的位置进行适应性调整，以使得在下一调整周期内，实现将导流管的位置进行有效调整，以保证待培养细胞能够顺利进入到培养皿内，保证待培养细胞的安全性，以实现在下一调整周期内实现对导流管位置的有效调整，使得导流管的第一端与培养皿的距离适中。38.尤其，通过设置多个修正系数，实现对不同的实际距离进行不同程度的修正，以保证在下一调整周期内的距离的准确性，保证对导流管的位置的有效确定，提高待培养细胞进入培养皿的时间，有效提高细胞培养发生的效率，提高细胞培养的安全性。39.尤其，通过接收单元用以接收中控模块的指令信息，检测单元，用以检测固定爪与导流管的实际距离，以确定调整模块对于中控模块的指令执行是否到位，有效保护导流管在调整过程中的安全性，保证待培养细胞顺利进入培养皿，提高培养效率。40.尤其，通过连接杆和固定板起到固定限位块的作用，限位块能够限制导流管的位置，避免导流管发生偏移，使细胞精准的滴入培养皿内，导流管有利于细胞注射器在机壳的外部进行注射细胞，注射的细胞通过导流管滴至培养皿内，无需打开活动门便可完成细胞的注射，避免灰尘进入机壳内，不利于细胞的三维培养。附图说明41.图1为本发明实施例提供的细胞三维培养自动化发生装置的结构示意图；42.图2为本发明实施例提供的细胞三维培养自动化发生装置的内部结构示意图；43.图3为本发明实施例提供的细胞三维培养自动化发生装置的整体结构示意图；44.图4为本发明实施例提供的细胞三维培养自动化发生装置的俯视结构示意图；45.图5为本发明实施例提供的限位块的俯视结构示意图。具体实施方式46.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。47.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。48.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。49.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。50.请参阅图1所示，本发明实施例提供的细胞三维培养自动化发生装置，包括：51.机壳，所述机壳为方形腔体；52.机壳内设置有培养皿，用以承接待培养细胞；53.在所述机壳的顶部设置有导流管，所述导流管的第一端伸入机壳内，第二端伸出所述机壳，第二端用以与注射器连接，用以注入待培养细胞，待培养细胞由注射器经过第二端进入导流管，经过导流管的引导由第一端流入培养皿内；54.检测模块，用以对导流管的第一端与培养皿的距离进行实时监测，获取监测结果；55.调整模块，用以对导流管的实时位置进行调整，以将导流管调整至确定的位置；56.抓取模块，设置在所述机壳的顶部，用以在导流管的位置确定时抓握导流管的管壁；57.控制模块，分别与所述检测模块、调整模块以及抓取模块连接，用以根据监测结果调整导流管的实时位置，并在导流管调整到确定的位置后抓握所述导流管的管壁。58.具体而言，本发明实施例的应用场景是细胞三维培养，在实际应用中，在机壳的内部底端固定设置有负极板，负极板的上方设置有培养皿，培养皿内盛装有培养液，用以模拟细胞的成长环境，以保证进入培养皿内的待培养细胞进行成长，在不同的阶段需要对培养皿内注入不同的细胞，或是注入同一种细胞的不同数量，以实现对于待培养细胞的阶段性培养，且需要根据细胞含量以及培养皿内培养液的数量来调整导流管到培养皿的实际距离，以保证待培养细胞能够安全稳定地进入到培养皿内，以保证细胞培养的安全性和洁净度。59.具体而言，本发明实施例通过控制模块，分别与检测模块连接，通过接收检测模块监测到的导流管的实时位置，确定导流管的第一端与培养皿的实际距离，进而在抓取模块没有与导流管管壁接触时通过调整模块对导流管的位置进行调整，调整导流管第一端与培养皿的距离，以保证待培养细胞在培养皿内的安全性。60.具体而言，还包括，在控制模块内设置有调整周期和评分单元，在任意调整周期内，所述评分单元对导流管位置的调整效率进行评分，以评估所述调整模块在当前调整周期内的表现情况，以根据当前调整周期的表现情况调整下一调整周期内对导流管的调整参数。61.具体而言，本发明实施例通过在控制模块内设置调整周期和评分单元，并通过评分单元对当前的调整周期内的调整情况进行评估，并根据当前调整周期的表型情况来调整下一调整周期内的调整参数，使得对于导流管的调整更为高效，提高细胞培养的精准度和培养效率，保证待培养细胞顺利进入培养皿内，完成细胞培养。62.具体而言，所述评分单元内预先设置有标准评分s0,若评分单元对导流管的位置的调整效率进行评估，得到的实际评分为s；63.若实际评分s≤标准评分s0，则表示调整效率在当前调整周期内的表现情况差，此时需要对下一调整周期内的调整参数进行调整；64.若实际评分s》标准评分s0，则表示调整效率在当前调整周期内的表现情况好，此时无需对下一调整周期内的调整参数进行调整。65.具体而言，本发明实施例通过设置标准评分，以对导流管的位置的调整效率进行评估，并将实际评分和标准评分进行比较，根据比较结果判定是否需要对下一调整周期内的调整参数进行调整，在实际应用中，若是实际评分低于标准评分，则表示在当前的调整周期内对导流管的调整效率低，在下一调整周期需要进行提高，若是实际评分高于标准评分，则表示在当前的调整周期内对导流管的调整效率满足实际需要，在下一调整周期则无需进行改动，本发明实施例通过对于导流管的调整效率进行评估，使得对于调整模块到导流管的调整效率进行评估，提高了周期之间的不断优化，提高细胞培养的导流效率，保证待培养细胞进入培养皿内进行细胞培养，提高培养效率。66.具体而言，调整模块根据监测结果调整导流管的实时位置时，调整模块包括设置单元、比较单元和修正单元，所述设置单元用以设置第一标准距离l1、第二标准距离l2和第三标准距离l3，其中l1《l2《l3；67.比较单元用以将实时位置，也就是导流管的第一端与培养皿的实际距离l分别与第一标准距离l1、第二标准距离l2和第三标准距离l3进行比较；68.若实际距离l≤第一标准距离l1，则表示距离很近，符合实际需要，无需在下一调整周期对第一端与培养皿的距离进行修正；69.若第一标准距离l1《实际距离l≤第二标准距离l2，则在下一调整周期内对当前的实际距离采用第一修正系数k1进行修正；70.若第二标准距离l2《实际距离l≤第三标准距离l3，则在下一调整周期内对当前的实际距离采用第二修正系数k2进行修正；71.若第三标准距离l3《实际距离l，则在下一调整周期内对当前的实际距离采用第三修正系数k3进行修正。72.具体而言，本发明实施例通过设置三个标准距离，并设置不同的修正系数，针对导流管的不同的位置进行适应性调整，以使得在下一调整周期内，实现将导流管的位置进行有效调整，以保证待培养细胞能够顺利进入到培养皿内，保证待培养细胞的安全性，以实现在下一调整周期内实现对导流管位置的有效调整，使得导流管的第一端与培养皿的距离适中。73.具体而言，当采用第一修正系数k1对当前调整周期内的实际距离进行调整，并将调整后的第一端与培养皿的距离设定为第一距离l11，第一距离l11＝l×(1-k1)；74.当采用第二修正系数k2对当前调整周期内的实际距离进行调整，并将调整后的第一端与培养皿的距离设定为第二距离l12，第二距离l12＝l×(1-k2)；75.当采用第三修正系数k3对当前调整周期内的实际距离进行调整，并将调整后的第一端与培养皿的距离设定为第三距离l13，第三距离l13＝l×(1-k3)，其中1》k1》k2》k3》0。76.具体而言，本发明实施例通过设置多个修正系数，实现对不同的实际距离进行不同程度的修正，以保证在下一调整周期内的距离的准确性，保证对导流管的位置的有效确定，提高待培养细胞进入培养皿的时间，有效提高细胞培养发生的效率，提高细胞培养的安全性。77.具体而言，所述第一修正系数k1＝l3/(l1+l2+l3)；78.所述第二修正系数k2＝l2/(l1+l2+l3)；79.所述第三修正系数k3＝l1/(l1+l2+l3)。80.具体而言，本发明实施例通过利用标准距离来表示各个修正系数，使得对于距离的修正更为精准和高效，使得导流管的位置调整更为精准，提高待培养细胞进入培养皿的行程，提高细胞培养的效率。81.具体而言，抓取模块包括接收单元、检测单元和固定爪，所述接收单元用以接收中控模块的指令信息，该指令信息用以指示当前要执行的操作，该操作可以是工作或是不工作，当指令信息为执行工作时，则需要固定爪抓取导流管的外壁以实现导流管的固定限位，当指令信息为执行不工作操作时，则需要固定爪不接触导流管的外壁，以便于调整模块对导流管的位置进行调整，本发明实施例中的检测单元，用以检测固定爪与导流管的实际距离，以确定调整模块对于中控模块的指令执行是否到位，也间接对导流管进行保护，以防止在控制模块发出指令信息后，固定爪没有及时远离导流管的外壁，进行强制调整导流管的位置对导流管造成损坏，保证导流管的使用安全，提高使用寿命。82.具体而言，本发明实施例通过接收单元用以接收中控模块的指令信息，检测单元，用以检测固定爪与导流管的实际距离，以确定调整模块对于中控模块的指令执行是否到位，有效保护导流管在调整过程中的安全性，保证待培养细胞顺利进入培养皿，提高培养效率。83.具体而言，在所述导流管的外部还设置有限位块，所述限位块套设于导流管的外部，在所述机壳的内部顶端还设置有两个固定板，所述导流管位于两个固定板之间，两个所述固定板相对的一侧均固定设置有连接杆，两个所述连接杆之间固定设置有限位块，所述机壳(1)的一侧内壁设置有紫外线灯，所述机壳远离紫外线灯的一侧内壁设置有高压电源，所述机壳的内部底端固定设置有负极板，所述负极板(9)的上方设置有培养皿，所述机壳的前壁通过合页转动设置有活动门，所述活动门的前壁设置有控制面板。84.具体而言，所述限位块为中空型圆柱体结构，所述限位块的孔径大于导流管的直径，所述限位块的内壁通过胶水粘贴固定有橡胶垫；所述限位块共设置有三个，三个所述限位块等距离分布。85.具体而言，所述机壳的顶端设置有两个观察窗，两个所述观察窗分别位于导流管的两侧；所述导流管的顶端螺纹连接有密封盖；所述机壳的底端固定设置有四个防滑垫，四个所述防滑垫分别位于机壳的四角处。86.具体而言，本发明实施例通过连接杆和固定板起到固定限位块的作用，限位块能够限制导流管的位置，避免导流管发生偏移，使细胞精准的滴入培养皿内，导流管有利于细胞注射器在机壳的外部进行注射细胞，注射的细胞通过导流管滴至培养皿内，无需打开活动门便可完成细胞的注射，避免灰尘进入机壳内，不利于细胞的三维培养。87.具体而言，本发明实施例提供的细胞三维培养自动化发生装置，包括机壳1，机壳1的内部顶端设置有导流管5和两个固定板6，导流管5位于两个固定板6之间，导流管5穿设至机壳1的外部，两个固定板6相对的一侧均固定设置有连接杆2，两个连接杆2之间固定设置有限位块3，限位块3套设于导流管5的外部，机壳1的一侧内壁设置有紫外线灯7，机壳1远离紫外线灯7的一侧内壁设置有高压电源11，机壳1的内部底端固定设置有负极板9，负极板9的上方设置有培养皿10，机壳1的前壁通过合页转动设置有活动门14，活动门14的前壁设置有控制面板15。88.限位块3为中空型圆柱体结构，限位块3的孔径大于导流管5的直径，限位块3的内壁通过胶水粘贴固定有橡胶垫13，有利于套设在导流管5的外部，对导流管5进行限位，防止导流管5的偏移，并且橡胶垫13能够防止限位块3过度磨损导流管5。89.限位块3共设置有三个，三个限位块3等距离分布，能够进一步地提高对导流管5的限位效果。90.机壳1的顶端设置有两个观察窗12，两个观察窗12分别位于导流管5的两侧，通过观察窗12有利于操作人员注射细胞时能够观察到即可1内部的情况。91.导流管5的顶端螺纹连接有密封盖4，能够增加导流管5的密封性，防止灰尘进入导流管5的内部。92.机壳1的底端固定设置有四个防滑垫8，四个防滑垫8分别位于机壳1的四角处，防滑垫8能够增加机壳1与工作台的摩擦，防止机壳1发生滑动现象。93.具体的，在使用时，可将培养皿10放置在负极板9上，然后通过控制面板15启动紫外线灯7,将机壳1内部的细菌消除，并在在高压电源11的作用下，使机壳1内产生高压静电场，然后将注射器插入导流管5内，并且注射细胞，细胞通过导流管5滴至培养皿10内进行细胞的三维培养。94.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。95.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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