細胞培養(yǎng)箱及控制方法與流程

本發(fā)明涉及細胞培養(yǎng)，特別涉及細胞培養(yǎng)箱及控制方法。

背景技術：

為保證細胞良好的生長環(huán)境，細胞的培養(yǎng)區(qū)域或者操作區(qū)域需要保持一定的氣體濃度(二氧化碳或者二氧化碳和氧氣)。目前的氣體控制方式主要采用升濃度的氣體和降濃度的氣體通過PID算法來控制內部氣體的濃度。

但是該類技術主要存在以下不足：由于在升濃度或降濃度的過程中，為了保持內部壓力的穩(wěn)定，氣體的注入會伴隨著氣體的排出，造成了注入氣體的浪費；降低了控制的效率。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術方案中的不足，本發(fā)明提供了一種氣體消耗量小、氣體濃度控制效率高的細胞培養(yǎng)箱。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種細胞培養(yǎng)箱，所述細胞培養(yǎng)箱包括殼體；所述細胞培養(yǎng)箱進一步包括：

輸送單元，所述輸送單元用于將所述殼體內的氣體輸送到調控裝置；

調控裝置，所述調控裝置根據(jù)工作參數(shù)的不同而分別處于目標氣體的儲存、釋放狀態(tài)，所述調控裝置的輸出端連通所述殼體內部；

傳感器，所述傳感器將測得的殼體內的目標氣體的含量傳送到處理器；

處理器，所述處理器根據(jù)接收到的含量控制所述調控裝置的工作狀態(tài)。

本發(fā)明的目的還在于提供了一種控制效率高的細胞培養(yǎng)箱的控制方法，該發(fā)明目的通過以下技術方案得以實現(xiàn)：

細胞培養(yǎng)箱的控制方法，所述細胞培養(yǎng)箱的控制方法包括以下步驟：

(A1)氣體傳感器檢測細胞培養(yǎng)箱內的目標氣體的含量，并傳送到處理器；

(A2)處理器根據(jù)接收到的含量去控制調控裝置的工作狀態(tài)：

如需要降低目標氣體的含量，進入步驟(A3)；

如需要升高目標氣體的含量，進入步驟(A4)；

如無需調整，進入步驟(A5)；

(A3)控制所述調控裝置的參數(shù)，使調控裝置處于目標氣體儲存狀態(tài)；殼體內的流經調控裝置時，氣體中的目標氣體被儲存，處理后的氣體送回殼體內；進入步驟(A1)；

(A4)控制所述調控裝置的參數(shù)，使用調控裝置處于目標氣體釋放狀態(tài)；殼體內的流經調控裝置時，目標氣體釋放到氣體中，處理后的氣體送回殼體內；進入步驟(A1)；

(A5)結束。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

1.降低了氣體的損耗；

2.加快了氣體控制的效率；

3.內層外圍的熱氣套保護夾層，通過空氣循環(huán)加熱內層內部的氣體，夾層內的溫度要高于內層內部，有效防止內層內壁出現(xiàn)冷凝水，降低了被污染風險；

4.細胞培養(yǎng)操作一體化，有效地增加了細胞的培養(yǎng)量。

附圖說明

參照附圖，本發(fā)明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術方案，而并非意在對本發(fā)明的保護范圍構成限制。圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例1的細胞培養(yǎng)箱的結構簡圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例3的細胞培養(yǎng)箱的結構簡圖。

具體實施方式

圖1-2和以下說明描述了本發(fā)明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導本發(fā)明技術方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。

實施例1：

圖1示意性地給出了本發(fā)明實施例的細胞培養(yǎng)箱的結構簡圖，如圖1所示，所述細胞培養(yǎng)箱包括：

殼體，所述殼體具有氣體入口，且為內層、外層構成的雙層結構；所述內層的上壁和下壁具有通孔；

輸送單元，如風機，所述輸送單元用于將所述殼體內的氣體輸送到調控裝置，具體設置在所述內層的上壁的通孔的下側；

調控裝置，所述調控裝置根據(jù)工作參數(shù)的不同而分別處于目標氣體的儲存、釋放狀態(tài)，所述調控裝置的輸出端連通所述殼體內部；所述調控裝置為2個，為氧氣分子篩、二氧化碳分子篩，利用變壓吸附技術(PSA)對氣體分子進行吸附和解吸附，從而儲存、釋放目標氣體；調控設置在所述雙層結構的上部的夾層內；

過濾器，所述過濾器設置在所述輸送單元的下部，所述過濾器在水平面上的投影與所述內層的內壁在所述水平面上圍成的圖形重合；

傳感器，所述傳感器將測得的殼體內的氧氣、二氧化碳的含量傳送到處理器；

處理器，所述處理器根據(jù)接收到的含量控制所述調控裝置的工作狀態(tài)：若低于目標值，通過控制使調控裝置處于釋放狀態(tài)；若高于目標值，通過控制使調控裝置處于儲存狀態(tài)。

本發(fā)明實施例的細胞培養(yǎng)箱的控制方法，也即上述細胞培養(yǎng)箱的工作方法，所述細胞培養(yǎng)箱的控制方法包括以下步驟：

(A1)氣體傳感器檢測細胞培養(yǎng)箱內層內的氧氣、二氧化碳等目標氣體的含量，并傳送到處理器；

(A2)處理器根據(jù)接收到的含量去控制調控裝置的工作狀態(tài)：

如需要降低目標氣體的含量，進入步驟(A3)；

如需要升高目標氣體的含量，進入步驟(A4)；

如無需調整，進入步驟(A5)；

(A3)控制所述調控裝置的參數(shù)，使調控裝置處于目標氣體儲存狀態(tài)；在輸送單元的作用下，氣體從內層的下壁進入夾層內，沿著側壁間的夾層向上流動到上壁間的夾層內，氣體中的目標氣體被調控裝置儲存，最后從內層的上壁進入內層內部；進入步驟(A1)；

(A4)控制所述調控裝置的參數(shù)，使用調控裝置處于目標氣體釋放狀態(tài)；在輸送單元的作用下，氣體從內層的下壁進入夾層內，沿著側壁間的夾層向上流動到上壁間的夾層內，調控裝置儲存的目標氣體釋放到氣體中，最后從內層的上壁進入內層內部；進入步驟(A1)；

(A5)結束；

在上述過程中，如果經過若干次循環(huán)，內層內的目標氣體含量仍然不能達到目標值，則需通過殼體上的氣體入口向所述殼體內注入外來氣體：如殼體內目標氣體含量始終低于目標值，則注入目標氣體含量高于目標值的氣體，從而降低殼體內氣體中目標氣體的含量；如殼體內目標氣體含量始終高于目標值，則注入目標氣體含量低于目標值的氣體，從而降低殼體內氣體中目標氣體的含量。

實施例2：

本發(fā)明實施例的細胞培養(yǎng)箱，與實施例1不同的是：

1.調控裝置設置在所述殼體的外部，輸入端和輸出端分別連通殼體的雙層結構的側壁間的夾層；

2.另設有輸送單元，將夾層的氣體輸送到所述調控裝置。

實施例3：

圖2示意性地給出了本發(fā)明實施例的細胞培養(yǎng)箱的結構簡圖，如圖2所示，所述細胞培養(yǎng)箱包括：

殼體，所述殼體具有氣體入口、氣體出口和加濕口，且為內層、外層構成的雙層結構；所述內層的上壁和下壁具有通孔；殼體的前側具有操作手套；

輸送模塊，如風機，所述輸送模塊設置在所述內層的上壁的通孔處或通孔的下側，用于將所述內層內的氣體輸送到調控裝置，使得氣體在內層、夾層內循環(huán)流動；

加熱模塊，所述片狀加熱器，所述加熱模塊設置在所述夾層內，如外層的內壁，側部夾層、上部夾層、下部夾層均有加熱模塊，其中前側夾層內的加熱模塊是透明的，便于觀察內層，同時提高了加熱均勻性；

過濾器，所述過濾器設置在所述輸送模塊的下部，所述過濾器在水平面上的投影與所述內層的內壁在所述水平面上圍成的圖形重合；

調控裝置，所述調控裝置根據(jù)工作參數(shù)的不同而分別處于目標氣體的儲存、釋放狀態(tài)，所述調控裝置設置在所述上部夾層內；所述調控裝置為2個，為氧氣分子篩、二氧化碳分子篩，利用變壓吸附技術(PSA)對氣體分子進行吸附和解吸附，從而儲存、釋放目標氣體；

傳感器，所述傳感器將測得的內層內的氧氣、二氧化碳的含量傳送到處理器；

處理器，所述處理器根據(jù)接收到的含量控制所述調控裝置的工作狀態(tài)：若低于目標值，通過控制使調控裝置處于釋放狀態(tài)；若高于目標值，通過控制使調控裝置處于儲存狀態(tài)。

本發(fā)明實施例的細胞培養(yǎng)箱的控制方法，所述細胞培養(yǎng)箱的控制方法包括以下步驟：

(A1)氣體傳感器檢測細胞培養(yǎng)操作一體化系統(tǒng)內層內的氧氣、二氧化碳等目標氣體的含量，并傳送到處理器；

(A2)處理器根據(jù)接收到的含量去控制調控裝置的工作狀態(tài)：

如需要降低目標氣體的含量，進入步驟(A3)；

如需要升高目標氣體的含量，進入步驟(A4)；

如無需調整，進入步驟(A5)；

(A3)控制所述調控裝置的參數(shù)，使調控裝置處于目標氣體儲存狀態(tài)；在輸送模塊的作用下，氣體從內層的下壁進入夾層內，沿著側壁間的夾層向上流動到上壁間的夾層內，氣體中的目標氣體被調控裝置儲存，最后從內層的上壁進入內層內部；進入步驟(A1)；

(A4)控制所述調控裝置的參數(shù)，使用調控裝置處于目標氣體釋放狀態(tài)；在輸送模塊的作用下，氣體從內層的下壁進入夾層內，沿著側壁間的夾層向上流動到上壁間的夾層內，調控裝置儲存的目標氣體釋放到氣體中，最后從內層的上壁進入內層內部；進入步驟(A1)；

(A5)結束；

在上述過程中，如果經過若干次循環(huán)，內層內的目標氣體含量仍然不能達到目標值，則需通過殼體上的氣體入口向所述殼體內注入外來氣體：如殼體內目標氣體含量始終低于目標值，則注入目標氣體含量高于目標值的氣體，從而降低殼體內氣體中目標氣體的含量；如殼體內目標氣體含量始終高于目標值，則注入目標氣體含量低于目標值的氣體，從而降低殼體內氣體中目標氣體的含量；

在上述工作過程中，加熱模塊加熱夾層內的氣體，使得夾層內的溫度高于內層內的溫度，所述內層的內壁沒有冷凝水。