一种生物基因研究用细胞培育装置的制作方法

1.本发明涉及细胞培育相关技术领域，具体为一种生物基因研究用细胞培育装置。


背景技术：

2.细胞培养是指在体外模拟体内环境，即无菌、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。细胞培养技术是细胞生物学研究方法中重要和常用技术，细胞培育装置也就应运而生。
3.现有细胞培育装置的结构简单且人工参与度高，容易造成培育过程中的不稳定因素。另外，培养液的酸碱度对于细胞培养有着很大影响，还需注意培养液以及培养液中气泡对细胞的冲击力，避免对细胞造成损害。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种生物基因研究用细胞培育装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种生物基因研究用细胞培育装置， 包括装置本体、进料机构、供液机构、通气机构、二氧化碳供应箱、离心机构和动力机构，所述进料机构装配于装置本体的上端，所述供液机构设于装置本体的下端，所述进料机构与供液机构通过输液管相连，所述二氧化碳供应箱设于供液机构的正下方，所述通气机构的一端与供液机构相连，通气机构的另一端与二氧化碳供应箱以输气管相连通，所述离心机构设于装置本体的内部，所述动力机构穿过进料机构延伸至装置本体的内部并与离心机构相连。
6.进一步的，所述动力机构包括离心传动组件，所述离心传动组件包括驱动电机、传动轴、第一传动轮和第二传动轮，所述驱动电机设于装置本体的顶端，所述传动轴以竖直方向设置，传动轴的一端与驱动电机的作用端相连，传动轴的另一端穿过进料机构延伸至装置本体的内部，所述第一传动轮、第二传动轮依次穿设于传动轴位于装置本体的内部的一端，所述第一传动轮位于第二传动轮的正下方，第一传动轮的齿径小于第二传动轮。
7.进一步的，所述动力机构还包括压缩传动组件，所述压缩传动组件包括旋转轴、固定架、第一斜齿轮和第二斜齿轮，所述旋转轴以水平方向设置，旋转轴贯穿于通气机构中部，所述固定架固定于装置本体的顶端，所述第一斜齿轮转接于固定架上，第一斜齿轮的一端以传动带与旋转轴传动相连，第一斜齿轮的另一端与第二斜齿轮啮合相接，所述第二斜齿轮转接于装置本体的顶端，第二斜齿轮远离第一斜齿轮的一端以传动带与传动轴传动相连。
8.进一步的，所述进料机构包括物料箱、进料斗和进料扇叶，所述物料箱活动装配于装置本体的上端，所述进料斗设于物料箱的顶端并与物料箱相连通，所述进料扇叶套设于传动轴上，进料扇叶位于物料箱内部，所述物料箱以输液管与供液机构相连通，物料箱与输液管的衔接处设有阀门。
9.进一步的，所述离心机构包括离心轴、第一变速轮、第二变速轮、离心扇叶、伸缩杆和弹性弹簧，所述离心轴平行且设于传动轴的一侧，离心轴通过限位件与传动轴相连，所述第一变速轮、第二变速轮依次穿设于离心轴上，所述第一变速轮位于第二变速轮的正下方，第一变速轮的齿径大于第二变速轮，所述离心扇叶装配于离心轴远离物料箱的一端，所述伸缩杆以竖直且圆周排布于离心轴的外侧，伸缩杆的一端与第一变速轮插接，伸缩杆的另一端与限位件固定连接，所述弹性弹簧穿设于伸缩杆上。
10.进一步的，所述供液机构包括混合腔室、半透膜、推动件、伸缩架和压缩弹簧，所述混合腔室装配于装置本体的底端并与装置本体相连通，混合腔室与装置本体的衔接处铺设有水平方向的半透膜，所述推动件呈t字型，推动件的一端位于混合腔室内部并贴合于内侧壁设置，推动件的另一端背离半透膜方向穿过混合腔室侧壁并延伸，所述伸缩架以竖直方向且间隔排布，伸缩架的一端与推动件远离半透膜的一侧相连，伸缩架的另一端与混合腔室的侧壁相连，所述压缩弹簧穿设于伸缩架上。
11.进一步的，所述通气机构包括压缩仓、压缩转子和通气管，所述压缩仓呈8字形，压缩仓以对称设于混合腔室的两侧，所述压缩转子的外沿壁与压缩仓的内侧壁贴合设置，压缩转子穿设于旋转轴上并与旋转轴啮合相接，所述通气管的一端与压缩仓的出口端相连，通气管的另一端与混合腔室的侧壁相连；所述混合腔室的侧壁上且对应通气管的衔接处以间隔均匀开设有若干气孔。
12.进一步的，所述输气管的一端与压缩仓的进口端相连，输气管的另一端与二氧化碳供应箱相连，所述输气管与输液管之间由联动机构相连，所述联动机构包括联动组件和阀门组件，所述联动组件与阀门组件内部均填充有液压油，联动组件与阀门组件之间以通油管相连通。
13.进一步的，所述联动组件包括联动腔室、移动板和弹性油筒，所述联动腔室套设于输液管靠近混合腔室的一端，所述移动板贴合设于输液管的外侧，移动板的两端与联动腔室的内侧壁滑动相接，移动板背离输液管的一侧以弹性油筒与联动腔室相连；所述阀门组件包括阀门腔室、油箱、工字件和形变弹簧，所述阀门腔室套设于输气管靠近二氧化碳供应箱的一端，所述油箱以对称设于阀门腔室的外侧，所述工字件由两个相互扣合的t型块构成，工字件贯穿于阀门腔室，工字件的两端分别延伸至油箱内部并贴合于内侧壁设置，所述形变弹簧的一端与工字件相连，形变弹簧的另一端与阀门腔室的侧壁相连；所述通油管的一端与弹性油筒相连通，通油管的另一端与阀门腔室相连通。
14.进一步的，所述离心机构与供液机构之间以走向组件传动相接，所述走向组件包括连轴、走向扇叶、扭转弹簧、方向杆、第一齿轮、支架、第二齿轮和限位块，所述连轴以水平方向设置，连轴的一端固定于混合腔室的外侧壁上，连轴的另一端穿过输液管并延伸，所述走向扇叶、扭转弹簧穿设于连轴上，所述扭转弹簧的一端与混合腔室的外侧壁固定连接，扭转弹簧的另一端与走向扇叶固定连接，所述方向杆以竖直方向设于装置本体的一侧，所述第一齿轮套设于方向杆中部并通过支架与装置本体相连，所述第二齿轮转接于装置本体上，第二齿轮的一端与第一齿轮啮合相接，第二齿轮的另一端以传动带与连轴传动相接，所述限位块间隔排布于方向杆上；所述方向杆的两端且位于限位块之间沿侧壁开设有螺纹，所述离心轴远离离心扇叶的一端沿水平方向设有第一支杆，所述推动件远离半透膜的一端沿水平方向设有第二支杆，所述第一支杆、第二支杆套设于方向杆的两端且与方向杆以螺
纹形式相接。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明生物基因研究用细胞培育装置，1、进料机构设置的目的在于：一是对培养液起到储存作用；二是起到加快培养液运动速度的作用。
16.2、供液机构设置的目的在于：一是为气液混合提供空间，得以调节培养液的酸碱度；二是培养液由细胞底部通入，使得细胞悬浮于培养液中，增大细胞与培养液的接触面积，促进培养进程。
17.3、通气机构设置的目的在于：一是维持培养液的酸碱度，为培养细胞提供良好的气象环境；二是利用压缩空气原理，于通气之前起到提升培养环境的温度，加快细胞代谢；三是利用压缩空气原理，将通入空气先压缩后释放，达到最佳的气液混合效果，避免气泡于培养液内运动对细胞产生冲击力，破坏培养细胞。
18.4、离心机构设置的目的在于加快细胞对培养液的吸收，从而提高细胞代谢能力。
19.5、动力机构设置的目的在于：一是于加入培养液前，加速细胞进入生长状态；二是增大细胞与培养液的接触面积，从而使得细胞充分吸收培养液，避免各细胞生长状态不一。
20.6、联动机构设置的目的在于：利用液压油的流动特性，将培养液的传递与二氧化碳联动，从而达到最佳的气液混合作用。
21.7、走向组件设置的目的在于根据不同生长阶段实现速度切换，避免培养液的流动对细胞产生冲击力，从而损害细胞。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明生物基因研究用细胞培育装置的整体结构的前视图；图2是本发明生物基因研究用细胞培育装置的整体结构的后式图；图3是本发明生物基因研究用细胞培育装置的整体结构的侧式图；图4是本发明生物基因研究用细胞培育装置的整体结构的剖视示意图；图5是图4中a视图；图6是本发明生物基因研究用细胞培育装置的离心机构的传动示意图；图7是本发明生物基因研究用细胞培育装置的通气机构和供液机构的连接示意图；图8是本发明生物基因研究用细胞培育装置的联动组件的结构示意图；图9是本发明生物基因研究用细胞培育装置的阀门组件的结构示意图；图中：1、装置本体；2、进料机构，201、物料箱，202、进料斗，203、进料扇叶；3、供液机构，301、混合腔室，302、半透膜，303、推动件，304、伸缩架，305、压缩弹簧；4、通气机构，401、压缩仓，402、压缩转子，403、通气管；5、二氧化碳供应箱；6、离心机构，601、离心轴，602、第一变速轮，603、第二变速轮，604、离心扇叶，605、伸缩杆，606、弹性弹簧；7、动力机构，711、驱动电机，712、传动轴，713、第一传动轮，714、第二传动轮，721、旋转轴，722、固定架，723、第一斜齿轮，724、第二斜齿轮；8、联动机构，811、联动腔室，812、移动板，813、弹性
油筒，821、阀门腔室，822、油箱，823、工字件，824、形变弹簧；901、连轴，902、走向扇叶，903、扭转弹簧，904、方向杆，905、第一齿轮，906、支架，907、第二齿轮，908、限位块；10、输液管；11、输气管；12、通油管；13、第一支杆；14、第二支杆；15、气孔。
具体实施方式
23.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-图9，本发明提供技术方案：一种生物基因研究用细胞培育装置，包括装置本体1、进料机构2、供液机构3、通气机构4、二氧化碳供应箱5、离心机构6和动力机构7，所述进料机构2装配于装置本体1的上端，所述供液机构3设于装置本体1的下端，所述进料机构2与供液机构3通过输液管10相连，所述二氧化碳供应箱5设于供液机构3的正下方，所述通气机构4的一端与供液机构3相连，通气机构4的另一端与二氧化碳供应箱5以输气管11相连通，所述离心机构6设于装置本体1的内部，所述动力机构7穿过进料机构2延伸至装置本体1的内部并与离心机构6相连。
25.所述动力机构7包括离心传动组件，所述离心传动组件包括驱动电机711、传动轴712、第一传动轮713和第二传动轮714，所述驱动电机711设于装置本体1的顶端，所述传动轴712以竖直方向设置，传动轴712的一端与驱动电机711的作用端相连，传动轴712的另一端穿过进料机构2延伸至装置本体1的内部，所述第一传动轮713、第二传动轮714依次穿设于传动轴712位于装置本体1的内部的一端，所述第一传动轮713位于第二传动轮714的正下方，第一传动轮713的齿径小于第二传动轮714。
26.所述动力机构7还包括压缩传动组件，所述压缩传动组件包括旋转轴721、固定架722、第一斜齿轮723和第二斜齿轮724，所述旋转轴721以水平方向设置，旋转轴721贯穿于通气机构4中部，所述固定架722固定于装置本体1的顶端，所述第一斜齿轮723转接于固定架722上，第一斜齿轮723的一端以传动带与旋转轴721传动相连，第一斜齿轮723的另一端与第二斜齿轮724啮合相接，所述第二斜齿轮724转接于装置本体1的顶端，第二斜齿轮724远离第一斜齿轮723的一端以传动带与传动轴712传动相连。
27.所述进料机构2包括物料箱201、进料斗202和进料扇叶203，所述物料箱201活动装配于装置本体1的上端，所述进料斗202设于物料箱201的顶端并与物料箱201相连通，所述进料扇叶203套设于传动轴712上，进料扇叶203位于物料箱201内部，所述物料箱201以输液管10与供液机构3相连通，物料箱201与输液管10的衔接处设有阀门。
28.所述离心机构6包括离心轴601、第一变速轮602、第二变速轮603、离心扇叶604、伸缩杆605和弹性弹簧606，所述离心轴601平行且设于传动轴712的一侧，离心轴601通过限位件与传动轴712相连，所述第一变速轮602、第二变速轮603依次穿设于离心轴601上，所述第一变速轮602位于第二变速轮603的正下方，第一变速轮602的齿径大于第二变速轮603，所述离心扇叶604装配于离心轴601远离物料箱201的一端，所述伸缩杆605以竖直且圆周排布于离心轴601的外侧，伸缩杆605的一端与第一变速轮602插接，伸缩杆605的另一端与限位件固定连接，所述弹性弹簧606穿设于伸缩杆605上。
29.所述供液机构3包括混合腔室301、半透膜302、推动件303、伸缩架304和压缩弹簧305，所述混合腔室301装配于装置本体1的底端并与装置本体1相连通，混合腔室301与装置本体1的衔接处铺设有水平方向的半透膜302，所述推动件303呈t字型，推动件303的一端位于混合腔室301内部并贴合于内侧壁设置，推动件303的另一端背离半透膜302方向穿过混合腔室301侧壁并延伸，所述伸缩架304以竖直方向且间隔排布，伸缩架304的一端与推动件303远离半透膜302的一侧相连，伸缩架304的另一端与混合腔室301的侧壁相连，所述压缩弹簧305穿设于伸缩架304上。
30.所述通气机构4包括压缩仓401、压缩转子402和通气管403，所述压缩仓401呈8字形，压缩仓401以对称设于混合腔室301的两侧，所述压缩转子402的外沿壁与压缩仓401的内侧壁贴合设置，压缩转子402穿设于旋转轴721上并与旋转轴721啮合相接，所述通气管403的一端与压缩仓401的出口端相连，通气管403的另一端与混合腔室301的侧壁相连；所述混合腔室301的侧壁上且对应通气管403的衔接处以间隔均匀开设有若干气孔15。
31.所述输气管11的一端与压缩仓401的进口端相连，输气管11的另一端与二氧化碳供应箱5相连，所述输气管11与输液管10之间由联动机构8相连，所述联动机构8包括联动组件和阀门组件，所述联动组件与阀门组件内部均填充有液压油，联动组件与阀门组件之间以通油管12相连通。
32.所述联动组件包括联动腔室811、移动板812和弹性油筒813，所述联动腔室811套设于输液管10靠近混合腔室301的一端，所述移动板812贴合设于输液管10的外侧，移动板812的两端与联动腔室811的内侧壁滑动相接，移动板812背离输液管10的一侧以弹性油筒813与联动腔室811相连；所述阀门组件包括阀门腔室821、油箱822、工字件823和形变弹簧824，所述阀门腔室821套设于输气管11靠近二氧化碳供应箱5的一端，所述油箱822以对称设于阀门腔室821的外侧，所述工字件823由两个相互扣合的t型块构成，工字件823贯穿于阀门腔室821，工字件823的两端分别延伸至油箱822内部并贴合于内侧壁设置，所述形变弹簧824的一端与工字件823相连，形变弹簧824的另一端与阀门腔室821的侧壁相连；所述通油管12的一端与弹性油筒813相连通，通油管12的另一端与阀门腔室821相连通。
33.所述离心机构6与供液机构3之间以走向组件传动相接，所述走向组件包括连轴901、走向扇叶902、扭转弹簧903、方向杆904、第一齿轮905、支架906、第二齿轮907和限位块908，所述连轴901以水平方向设置，连轴901的一端固定于混合腔室301的外侧壁上，连轴901的另一端穿过输液管10并延伸，所述走向扇叶902、扭转弹簧903穿设于连轴901上，所述扭转弹簧903的一端与混合腔室301的外侧壁固定连接，扭转弹簧903的另一端与走向扇叶902固定连接，所述方向杆904以竖直方向设于装置本体1的一侧，所述第一齿轮905套设于方向杆904中部并通过支架906与装置本体1相连，所述第二齿轮907转接于装置本体1上，第二齿轮907 的一端与第一齿轮905啮合相接，第二齿轮907的另一端以传动带与连轴901传动相接，所述限位块908间隔排布于方向杆904上；所述方向杆904的两端且位于限位块908之间沿侧壁开设有螺纹，所述离心轴601远离离心扇叶604的一端沿水平方向设有第一支杆13，所述推动件303远离半透膜302的一
端沿水平方向设有第二支杆14，所述第一支杆13、第二支杆14套设于方向杆904的两端且与方向杆904以螺纹形式相接。
34.本发明的工作原理：1、将培养细胞加入装置本体1内部并置于半透膜302上表面，将培养液由进料斗202加入物料箱201；2、连通电源，启动动力机构7，由驱动电机711的输出轴带动传动轴712运动，传动轴712带动第一传动轮713和第二传动轮714一起运动，初始状态，第一变速轮602与第一传动轮713啮合而相对运动，第一变速轮602带动离心轴601以及离心扇叶604作同步旋转运动，加速细胞与半透膜302的贴合，使细胞尽早进入生长状态；3、传动轴712通过传动带带动第二斜齿轮724运动，第一斜齿轮723与第二斜齿轮724啮合而相对运动，第一斜齿轮723通过传动带带动旋转轴721运动，压缩转子402与旋转轴721啮合而相对运动，对装置本体1内部空气进行压缩作用，营造良好环境温度，从而提高细胞代谢能力；4、打开阀门，在进料扇叶203的作用下，培养液由物料箱201通过输液管10进入混合腔室301，在此过程中，移动板812发生位移变化，使得弹性油筒813内部的液压油通过通油管12进入油箱822，推动工字件823相对位移，形变弹簧824作出适应性变化，即阀门腔室821连通，二氧化碳由二氧化碳供应箱5通过输气管11进入压缩仓401；5、在压缩转子402的作用下，将压缩仓401进口端进入的二氧化碳压缩并传递至出口端，经由通气管403以及气孔15进入混合腔室301，高压释放且被细流化的二氧化碳与自流动的培养液相互碰撞，达到最佳的气液混合效果，最大程度的消除培养液中气泡的存在；6、培养液的输送同时带动走向扇叶902运动，走向扇叶902带动连轴901以及扭转弹簧903运动，此时，扭转弹簧903进行蓄能，连轴901通过传动带传动第二齿轮907运动，第一齿轮905与第二齿轮907啮合而相对运动，第一齿轮905带动方向杆904作圆周运动，第一支杆13、第二支杆14与方向杆904作相对运动而产生位移；第一支杆13运动至方向杆904的上端空白段，限位块908限制位移，此时，第一变速轮602与第一传动轮713啮合而相对运动，第一变速轮602带动离心轴601以及离心扇叶604作同步旋转运动；第二支杆14运动至至方向杆904的下端空白段，限位块908限制位移，此时，伸缩架304和压缩弹簧305处于压缩状态，推动件303位于混合腔室301最低端；7、培养液输送完成且与二氧化碳混合完成，走向扇叶902停止运动，扭转弹簧903作势能运动，带动连轴901以及第二齿轮907运动，第一齿轮905带动方向杆904反向转动，第一支杆13、第二支杆14与方向杆904作相对运动而位移；第一支杆13反向运动至方向杆904靠近中部空白段，限位块908限制位移，此时伸缩杆605和弹性弹簧606作出适应性变化，使得第二变速轮603与第二传动轮714啮合运动，从而改变离心轴601以及离心扇叶604的转速，促进细胞培养进程；第二支杆14反向运动至方向杆904靠近中部空白段，限位块908限制位移，此时压缩弹簧305带动伸缩架304以及推动件303作复位运动，从而将混合腔室301内部的培养液推入装置本体1内部，培养液穿过半透膜302由细胞底部浸入，使得细胞悬浮于培养液中，结合离心扇叶604作用，增大细胞与培养液的接触面积，加速细胞进入生长状态；8、在此过程中，仍需实时观察细胞的生长情况、培养液的酸碱度等等，为细胞提供
最佳的培养环境，利于生物基因研究。
35.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
36.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。