專利名稱：照明蜂窩穴培養(yǎng)皿的led陣列和操縱它的自動(dòng)擱架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將人工照明系統(tǒng)用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)，更具體地講，涉及將照明系統(tǒng)用于促進(jìn)蜂窩穴培養(yǎng)皿中的植物組織生長(zhǎng)。
背景技術(shù)：
在使用植物組織的生物和生物化學(xué)篩選系統(tǒng)中，促進(jìn)植物組織的生長(zhǎng)是十分重要的。有許多因素影響植物組織的生長(zhǎng)，其中包括提供給組織的營(yíng)養(yǎng)劑的量和類型，提供給組織的物理支持，組織環(huán)境的溫度，以及傳遞到植物組織的光量。關(guān)于可用的光，大多數(shù)篩選系統(tǒng)使用可以控制并且不受天氣變化影響的人工光。此外，篩選系統(tǒng)一般使用每個(gè)培養(yǎng)皿中定義了多個(gè)穴的培養(yǎng)皿。每個(gè)穴保持和隔離一個(gè)獨(dú)立的組織樣本，以避免與其它組織樣本以及環(huán)境相互污染。
促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)的現(xiàn)有系統(tǒng)一般使用一種具有多個(gè)擱板的擱架或“客棧”，每個(gè)擱板保持多個(gè)多穴培養(yǎng)皿。在每個(gè)隔板之上是一排向多穴培養(yǎng)皿和包含在其中的組織提供光照的白熾燈或熒光燈。但是，由于光必須與植物組織保持安全距離，以避免熱的過度積累，和由于白熾燈和熒光燈比較大，所以擱架具有有限的垂直堆垛容量。每個(gè)擱板和燈組合需要大約1英尺的垂直間隔，從而限制了一個(gè)具有8英尺高的普通房間只能容納七或八個(gè)擱板。此外，白熾燈或熒光燈的能量效率不高，每個(gè)多穴培養(yǎng)皿需要大約4.4瓦的功率。這種大間隔和功率需要，以及成本的制約，限制了擱架的密度和植物組織篩選系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。
因此，需要具有一種能夠向多穴培養(yǎng)皿中的植物組織提供足夠的光，同時(shí)也使得能夠提高篩選操作的生產(chǎn)能力的促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)的系統(tǒng)。更具體地講，需要具有一種不占據(jù)過大的空間，也不需要對(duì)于每個(gè)培養(yǎng)皿使用大的功率的促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供一種用于促進(jìn)組織生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)，本發(fā)明滿足了上述需要并且獲得了其它優(yōu)點(diǎn)，其中，該組織需要光以支持增殖。該組合系統(tǒng)包括多個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿定義了一個(gè)穴的陣列，每個(gè)穴容納一個(gè)組織樣本并且將它的組織樣本與其它組織樣本隔離。通過一個(gè)具有多個(gè)彼此以較短的距離相互間隔且垂直堆疊的擱板的擱架，提供了培養(yǎng)皿的支撐件。每個(gè)擱板可以包括一個(gè)或更多的用于將放置在其上的培養(yǎng)皿推進(jìn)到預(yù)定位置的對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)。用于組織樣本的光是通過多個(gè)發(fā)光二極管陣列提供的，其中每個(gè)陣列安裝在一個(gè)電路板上。每個(gè)電路板又由對(duì)應(yīng)的擱架的卡式邊緣連接器支撐，以便使各個(gè)發(fā)光二極管能夠處于培養(yǎng)皿的鄰近位置，其中，培養(yǎng)皿支撐在其下方的一個(gè)擱板上。發(fā)光二極管優(yōu)選對(duì)應(yīng)于穴陣列，其中，該穴陣列支撐在位于其下方的擱板上的對(duì)準(zhǔn)位置中，以便每個(gè)發(fā)光二極管能夠在對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴的上方居中。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)用于促進(jìn)組織樣本生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)，其中，該組織樣本需要光以支持增殖。該組合系統(tǒng)包括一個(gè)其中定義了多個(gè)排列在一個(gè)穴陣列中的培養(yǎng)皿。構(gòu)造多個(gè)穴中的每一個(gè)，以支撐和隔離一個(gè)組織樣本。此外，組合系統(tǒng)包括多個(gè)排列在一個(gè)發(fā)光二極管陣列中的發(fā)光二極管。發(fā)光二極管陣列對(duì)應(yīng)于穴陣列，從而使每個(gè)發(fā)光二極管能夠定位在一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴附近，以便將光輻照在對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴中。光輻照到穴中促進(jìn)了支撐在穴中的組織的增殖。每個(gè)發(fā)光二極管優(yōu)選在其對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴的上方居中。此外，每個(gè)發(fā)光二極管優(yōu)選發(fā)射白光，并且與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴中的組織樣本距離1英寸以下。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過一個(gè)高密度擱架支撐多個(gè)培養(yǎng)皿和發(fā)光二極管陣列。擱架包括多個(gè)彼此垂直間隔的擱板，其中，將每個(gè)擱板構(gòu)造成支撐多個(gè)培養(yǎng)皿中的至少一個(gè)。通過擱架將每個(gè)發(fā)光二極管陣列支撐在一個(gè)對(duì)應(yīng)的擱板上方。將光從發(fā)光二極管輻照到支撐在位于其下方的擱板上的培養(yǎng)皿的穴中，以便促進(jìn)容納在培養(yǎng)皿中的樣本的組織生長(zhǎng)。
擱架支撐的每個(gè)發(fā)光二極管陣列優(yōu)選對(duì)應(yīng)于支撐在其下方的培養(yǎng)皿的穴陣列，從而使每個(gè)發(fā)光二極管能夠定位在一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴的上方。此外，擱架的擱板可以包括將設(shè)置在其上的培養(yǎng)皿推進(jìn)到預(yù)定位置，從而使每個(gè)發(fā)光二極管能夠在其對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴的上方居中的對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)。擱架也可以包括多個(gè)卡式邊緣連接器，每個(gè)卡式邊緣連接器被構(gòu)造成接收一個(gè)電路板，其中，該電路板中插入了發(fā)光二極管以形成發(fā)光二極管陣列。該定位卡式邊緣連接器定位在支撐培養(yǎng)皿的擱板的上方，以支撐電路板和其中插入的發(fā)光二極管。擱板之間的間隔優(yōu)選小于2英寸，以便即使在垂直存儲(chǔ)空間有限時(shí)，也能通過擱架保持較高密度的培養(yǎng)皿。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，可以將高密度擱架用于一個(gè)在高生產(chǎn)率篩選中使用的操縱系統(tǒng)。該操縱系統(tǒng)包括一個(gè)具有一定運(yùn)動(dòng)范圍的培養(yǎng)皿操縱器。擱架適當(dāng)?shù)囟ㄎ?，以便支撐在其上的培養(yǎng)皿能夠在培養(yǎng)皿操縱器的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)。因此，培養(yǎng)皿操縱器能夠支撐并且從自動(dòng)化處理的擱架中取出每個(gè)培養(yǎng)皿，例如，在高生產(chǎn)率順序操作中。
本發(fā)明具有幾種優(yōu)點(diǎn)。通過使用比熒光燈和白熾燈體積小和發(fā)熱量低的發(fā)光二極管，使得能夠把擱架的擱板更加靠近地堆疊。更靠近地堆疊擱板能夠通過減少容納足夠批量的組織樣本所需的空間量，提高存儲(chǔ)效率。這在每日需要數(shù)千樣本的高生產(chǎn)率篩選操作中是特別重要的。此外，諸如機(jī)器人手臂之類的具有有限運(yùn)動(dòng)范圍的自動(dòng)化培養(yǎng)皿操縱器可以接近更多的培養(yǎng)皿。每個(gè)穴與它自己的發(fā)光二極管的匹配和對(duì)準(zhǔn)，使得能夠?qū)⒐馐鴶U(kuò)展和強(qiáng)度校準(zhǔn)到最佳組織生長(zhǎng)需求。此外，發(fā)光二極管更有效地使用光，并且具有比熒光和白熾燈泡更低的用于促進(jìn)組織生長(zhǎng)的功率需要，平均每4×6穴標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)皿，發(fā)光二極管需要大約1.3瓦，而熒光燈和白熾燈系統(tǒng)需要4.4瓦。


在一般性地說明了本發(fā)明之后，現(xiàn)在參考附圖進(jìn)行說明，所參考的附圖不必是按照比例畫出的附圖，其中圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高生產(chǎn)率篩選系統(tǒng)的透視圖；圖2是在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的，在發(fā)光二極管陣列下方支撐和居中的多穴培養(yǎng)皿的透視圖；圖3是圖1中所示的擱架的透視圖，包括多個(gè)用于分別支撐圖2中所示的多個(gè)多穴培養(yǎng)皿和發(fā)光二極管陣列的垂直間隔的擱板和卡式邊緣連接器；圖4是圖3的擱架的后視圖；圖5是圖2的發(fā)光二極管陣列的透視圖；圖6是圖2的發(fā)光二極管陣列的底平面圖，包括一個(gè)用于支撐發(fā)光二極管的電路板；和圖7是圖3的擱架的透視圖，該擱架上安裝有圖2所示的發(fā)光二極管陣列和多穴培養(yǎng)皿。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以通過許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且應(yīng)當(dāng)不限于這里提出的實(shí)施例；提供這些實(shí)施例以便使本說明更全面和完整，并且將本發(fā)明的范圍充分地轉(zhuǎn)達(dá)給熟悉本領(lǐng)域的人員。在所有附圖中相同的參考號(hào)代表相同的元件。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)高生產(chǎn)率篩選系統(tǒng)10，篩選系統(tǒng)10包括一個(gè)用于自動(dòng)操縱容納在一個(gè)高密度擱架或客棧20中的多穴培養(yǎng)皿12的機(jī)器人11，其中每個(gè)多穴培養(yǎng)皿盛放著多個(gè)植物組織樣本13，如圖1和2中所示。在每個(gè)多穴培養(yǎng)皿的上方是一個(gè)發(fā)光二極管(LED)30的陣列，該發(fā)光二極管(LED)30的陣列由電路板或卡31支撐、并將光提供給多穴培養(yǎng)皿12中定義的穴14中的植物組織樣本13。
如圖3中所示，高密度擱架20包括一個(gè)矩形基座21，一對(duì)側(cè)壁22，多個(gè)擱板23，多個(gè)卡式邊緣連接器24，和一對(duì)連接器支座25。這對(duì)側(cè)壁22在矩形基座21的兩側(cè)水平相互間隔。更具體地講，側(cè)壁22連接到矩形基座21的左右兩側(cè)，并且垂直向上地從矩形基座21的左右兩側(cè)延伸出來。擱板23在垂直方向上相互間隔，并且在側(cè)壁22之間延伸。這對(duì)側(cè)壁連接到擱板，以便支撐每個(gè)擱板23的左邊緣和右邊緣。擱板23優(yōu)選間隔大約2尺寸，以使能夠?qū)?0個(gè)以上的擱板23堆疊在一個(gè)大約8英尺高度的空間中。此外，如圖2中所示，每個(gè)擱板23優(yōu)選定義至少一個(gè)凹陷區(qū)26、突緣、邊緣或其它機(jī)械或電設(shè)備(例如磁場(chǎng))，用于將放置在其上的一個(gè)培養(yǎng)皿12推進(jìn)到機(jī)器人11所知的對(duì)準(zhǔn)位置，以便隨后的恢復(fù)和操縱。不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明的擱架20考慮為限于上述實(shí)施例。該擱架可以包括任何結(jié)構(gòu)或組合系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)或組合系統(tǒng)為任何數(shù)量的培養(yǎng)皿12或保持培養(yǎng)皿的托盤提供支撐表面或者在各種不同方向和密度上的支撐件。但是，支撐表面優(yōu)選應(yīng)當(dāng)具有機(jī)器人操縱器11和某個(gè)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備能夠進(jìn)入的足夠的間隙，其中，該對(duì)準(zhǔn)設(shè)備用于推進(jìn)培養(yǎng)皿12與對(duì)應(yīng)的LED 30陣列對(duì)準(zhǔn)并且推進(jìn)到機(jī)器人知道的位置以便隨后恢復(fù)。
如圖4中所示，每個(gè)連接器支座25具有L-角度形狀，一個(gè)腿固定到對(duì)應(yīng)的一個(gè)側(cè)壁22，而另一個(gè)腿沿?cái)R架20的后部、朝另一個(gè)側(cè)壁向內(nèi)延伸。每個(gè)卡式邊緣連接器24安裝到連接器支座25，該連接器支座25在一個(gè)對(duì)應(yīng)的擱板23的上方、并且在垂直方向上的下一個(gè)擱板的下方。每個(gè)邊緣連接器24定義了一個(gè)水平窄縫，該水平窄縫具有能夠接收電路板31的邊緣的尺寸。該水平窄縫也確保電路板31，因此也保證了LED 30的陣列，正確地定位在擱板23的上方。
一對(duì)電力導(dǎo)線32沿卡式邊緣連接器24的背部垂直延伸。電力導(dǎo)線32通過焊接到卡式邊緣連接器24背部上的相鄰連接片33，電耦合到每個(gè)連接器的水平窄縫。一個(gè)電力導(dǎo)線32連接到水平窄縫頂部的連接片，而另一個(gè)電力導(dǎo)線32連接到水平窄縫下部上的連接片。通過插入到它的一個(gè)對(duì)應(yīng)的卡式邊緣連接器24中，給每個(gè)電路板31通電，并將電力傳送到它的LED?？梢栽陔娏?dǎo)線上安裝一個(gè)保護(hù)套34，并且沿?cái)R架20的背部垂直延伸，以便物理地保護(hù)焊接的連接以及防止相互干擾。盡管卡式邊緣連接器24使得能夠容易地安裝和取下每個(gè)LED 30陣列，但是，也可以將電路板31硬布線到擱架20。
使多穴培養(yǎng)皿12中的穴14的數(shù)量、尺寸、和位置與預(yù)先存在的培養(yǎng)皿操縱設(shè)備兼容，例如，與機(jī)器人11兼容。例如，培養(yǎng)皿優(yōu)選具有排列成4×6陣列的24個(gè)穴(如圖2中所示)，或排列成6×8陣列的48個(gè)穴，以便與大多數(shù)操縱設(shè)備兼容。也可以使用其它密度的穴，例如，也與慣用設(shè)備兼容的6穴或96穴。但是也可以使用非標(biāo)準(zhǔn)穴密度，例如，單穴或1000個(gè)穴。多穴培養(yǎng)皿12也可以包括透明蓋，該透明蓋進(jìn)一步隔離封閉在其中的組織樣本13，同時(shí)仍然允許光從LED 30透射到組織樣本。
LED優(yōu)選是高亮度的白光LED(可以從美國(guó)加利福尼亞州的Irvine的Alpinetech公司得到的Nichia Model No.NSPW-500BS)，當(dāng)從組織13的距離小于1英寸的時(shí)候，該白光LED給組織生長(zhǎng)提供足夠的光。與非白光LED相比，白光LED發(fā)射比較全的光譜。白光LED的全頻譜發(fā)射可以很好地消除具有不同光譜的不同LED與各種植物組織的不同光敏感性的匹配問題，以便促進(jìn)生長(zhǎng)。此外，所有白光LED可以通過一個(gè)單一電源供電。
此外，如圖5和6中所示，LED 30優(yōu)選是在一個(gè)雙極5mm環(huán)氧樹脂封裝中，并且在陣列中串聯(lián)安裝在印刷電路板31上。作為選擇，可以給一些或所有LED 30單獨(dú)布線，以便能夠獨(dú)立控制每個(gè)LED。每個(gè)電路板31優(yōu)選具有定位在其連接邊緣的電路板的頂部和底部的觸點(diǎn)，以便對(duì)應(yīng)于每個(gè)水平窄縫的頂部和底部連接片。如上所述，LED不需要通過印刷電路板支撐，而是可以硬布線到對(duì)于將足夠的光輻照到多穴培養(yǎng)皿12上所需要的希望的陣列構(gòu)造和位置中。
LED 30優(yōu)選在每個(gè)陣列中相互間隔，以便對(duì)應(yīng)于定義在每個(gè)蜂窩穴培養(yǎng)皿12中的穴14的間隔。結(jié)果，當(dāng)多穴培養(yǎng)皿12適當(dāng)?shù)亩ㄎ粫r(shí)，每個(gè)LED30在一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴14上方居中。也就是說，每個(gè)單獨(dú)的LED 30以一對(duì)一的比率與一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴14耦合。這種一對(duì)一耦合是通過LED的白光發(fā)射促成的，其中，LED的白光發(fā)射消除了每個(gè)植物組織樣本上有數(shù)個(gè)不同類型的非白光LED進(jìn)行輔照這一需要。
多穴培養(yǎng)皿12的適當(dāng)定位是通過對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)26保證的，該對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)26用于將它的對(duì)應(yīng)培養(yǎng)皿推進(jìn)到一個(gè)擱板23上的預(yù)定位置上。例如，如圖2和7中所示，一個(gè)培養(yǎng)皿12的穴14的4×6陣列在其對(duì)準(zhǔn)位置對(duì)應(yīng)于LED30的4×6陣列，并且在LED 30的陣列下方居中。LED在每個(gè)穴上方的居中使得能夠校準(zhǔn)LED與穴底部的組織之間的距離，以便提供最佳量的光束擴(kuò)展和強(qiáng)度，以促進(jìn)組織生長(zhǎng)。每個(gè)LED的光束擴(kuò)展優(yōu)選是大約40°錐體。在全電壓和電流下的輸出光強(qiáng)是5.6燭光(在20mA下15-16流明/瓦)的20°光束。色溫是6000至6500Kelvin。但是，最佳擴(kuò)展角度和強(qiáng)度部分地根據(jù)植物組織的類型和希望的生長(zhǎng)速度而改變。為了得到這種改變，可以利用電阻器限制LED的電流以減小輸出。輸出也可以通過占空因數(shù)的脈沖調(diào)制或縮短和/或降低電壓而減小?？梢酝ㄟ^提高電壓和在較短的占空因數(shù)的脈沖調(diào)制，增加輸出。
也可以使用對(duì)應(yīng)于具有48和96個(gè)穴的標(biāo)準(zhǔn)陣列的多穴培養(yǎng)皿12的LED 30陣列。在另一個(gè)選擇中，可以配置LED 40的陣列，以對(duì)應(yīng)于非標(biāo)準(zhǔn)穴陣列，例如，多穴培養(yǎng)皿中的不規(guī)則間隔的3或1000穴的陣列。在又一個(gè)選擇中，LED 30的陣列可以對(duì)應(yīng)于放置在一個(gè)擱板23上的數(shù)個(gè)多穴培養(yǎng)皿12。例如，可以將三個(gè)4×6穴培養(yǎng)皿12支撐在一個(gè)單一擱板23上的對(duì)準(zhǔn)位置，并且定位在其上方的LED 30的陣列是12×6陣列。
在擱架20中的一個(gè)高密度堆疊多穴培養(yǎng)皿12的例子中，低發(fā)熱量和小尺寸的LED 30使得能夠以2英寸間隔垂直堆疊擱板23。96英寸×19英寸的擱板尺寸將保持90個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的4×6穴培養(yǎng)皿12，和在8英尺的垂直間隔(典型的存儲(chǔ)室)中保持至少40個(gè)垂直堆疊的擱板。那么，在101立方英尺的體積中可以存儲(chǔ)總共3600個(gè)培養(yǎng)皿并且供給光。這種構(gòu)造下的組織樣本的數(shù)量是86,400。與之比較，當(dāng)使用熒光光照間隔1英尺的擱板和相同的4×6穴培養(yǎng)皿時(shí)，相同數(shù)量的樣本需要505立方英尺。此外，LED 30的低功率要求將照明每個(gè)培養(yǎng)皿所需的功率從熒光燈的4.4瓦降低到LED的1.3瓦。低功率要求部分是由于LED相對(duì)于穴14的定位，這種定位提高了來自LED的光的有效分布。也就是說，到達(dá)組織的LED產(chǎn)生的光比熒光照明系統(tǒng)中的越多，需要產(chǎn)生的總光量就越少。
在高生產(chǎn)率篩選系統(tǒng)10的使用期間，選擇包含LED 30陣列的電路板31，以便對(duì)應(yīng)于篩選操作中使用的培養(yǎng)皿12的穴14的陣列。通過將電路板插入到對(duì)應(yīng)連接器的水平窄縫中，將每個(gè)電路板31連接到一個(gè)對(duì)應(yīng)的卡式邊緣連接器24。這種插入將電路板上的上觸點(diǎn)區(qū)和下觸點(diǎn)區(qū)與連接片33電耦合，這使得能夠通過電力導(dǎo)線32提供電力。一旦給電路板31通電，LED30接通并且開始提供光。
優(yōu)選使用諸如瑞士Mannedorf的TECAN公司制造的GENESIS液體處理器之類的自動(dòng)系統(tǒng)，將組織樣本13裝載到多穴培養(yǎng)皿12中，并且把新鮮液體介質(zhì)注入穴中。機(jī)器人11的操縱器抓住包含新鮮植物組織樣本13的多穴培養(yǎng)皿12，并且定位在擱架20的擱板23上。當(dāng)把每個(gè)多穴培養(yǎng)皿12定位在它的一個(gè)對(duì)應(yīng)擱板23上時(shí)，對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)26將多穴培養(yǎng)皿推進(jìn)到LED 30的對(duì)應(yīng)陣列下的居中位置。在篩選處理所需的間隔中，例如，在補(bǔ)充液體營(yíng)養(yǎng)劑、抽取一個(gè)穴的液體樣本、從穴中取出一些組織樣本、或用另一個(gè)培養(yǎng)皿替換一個(gè)培養(yǎng)皿所需的間隔中，機(jī)器人11進(jìn)入一個(gè)擱板23上的適當(dāng)位置，并且從對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)26上的位置取回培養(yǎng)皿。
本發(fā)明具有幾種優(yōu)點(diǎn)。使用比熒光和白熾燈泡體積小和發(fā)熱量少的LED30，使得能夠更靠近地堆疊擱架20的擱板23。由于減小了容納適當(dāng)量的組織樣本13所需的間隔量，更緊密堆疊的擱板提高了存儲(chǔ)效率。這在每日需要數(shù)千個(gè)樣本的高生產(chǎn)率篩選操作中特別重要。此外，有更多的培養(yǎng)皿可以接近具有受限運(yùn)動(dòng)范圍的自動(dòng)培養(yǎng)皿操縱器，例如，機(jī)器人手臂。每個(gè)穴14與其自己的發(fā)光二極管的匹配和對(duì)準(zhǔn)，使得能夠校準(zhǔn)最佳組織生長(zhǎng)所需的光束擴(kuò)展和強(qiáng)度。此外，發(fā)光二極管30具有比熒光和白熾燈泡更低的功率需要，對(duì)于每個(gè)4×6標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)皿，發(fā)光二極管30平均需要1.3瓦，而熒光和白熾燈系統(tǒng)需要4.4瓦。白光發(fā)射IED 30具有發(fā)射全頻譜光的優(yōu)點(diǎn)，因此，可以用于許多不同類型的植物組織。此外，使用白光LED促進(jìn)了每個(gè)LED與其自己的蜂窩穴一對(duì)一的耦合。
熟悉本領(lǐng)域的人員應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明還可有許多修改和其它實(shí)施例，也具有上述說明書和有關(guān)附圖中描述中所提到的優(yōu)點(diǎn)。因此，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明并不限于披露的特定實(shí)施例，并且修改和其它實(shí)施例應(yīng)當(dāng)包括在附屬權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管在這里使用了專門的詞匯，但是這里僅使用了它們的一般和說明的意義，并不是為了限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于促進(jìn)需要光支持增殖的組織樣本生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)，所述組合系統(tǒng)包括一個(gè)培養(yǎng)皿，該培養(yǎng)皿中定義了多個(gè)排列在穴陣列中的穴，構(gòu)造該多個(gè)穴中的每一個(gè)以支撐和隔離一個(gè)組織樣本；和多個(gè)排列在對(duì)應(yīng)于穴陣列的發(fā)光二極管陣列中發(fā)光二極管，從而使每個(gè)發(fā)光二極管相對(duì)于一個(gè)對(duì)應(yīng)穴定位，以便將光輻照到該對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴中并且促進(jìn)支撐在其中的組織增殖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合系統(tǒng)，其中每個(gè)發(fā)光二極管在它的一個(gè)對(duì)應(yīng)穴的上方居中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合系統(tǒng)，其中每個(gè)發(fā)光二極管距離其對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴中的組織樣本為1英寸或1英寸以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合系統(tǒng)，其中發(fā)光二極管發(fā)射白光。
5.一種用于促進(jìn)需要光支持增殖的組織樣本生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)，所述組合系統(tǒng)包括多個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿中定義了多個(gè)排列在穴陣列中的穴，多個(gè)穴中的每一個(gè)被構(gòu)造用于支撐和隔離一個(gè)組織樣本；一個(gè)擱架，該擱架包括多個(gè)彼此間隔并且構(gòu)造以支撐至少一個(gè)培養(yǎng)皿的支撐件；和多個(gè)發(fā)光二極管陣列，該發(fā)光二極管陣列由擱架支撐并且分別與所述支撐件協(xié)同操縱，以便將來自發(fā)光二極管陣列的光輻照到培養(yǎng)皿的穴中并促進(jìn)包含在其中的組織樣本的生長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合系統(tǒng)，其中每個(gè)發(fā)光二極管陣列包括多個(gè)發(fā)光二極管，該多個(gè)發(fā)光二極管排列在對(duì)應(yīng)于培養(yǎng)皿的穴陣列的陣列中，從而使得每個(gè)發(fā)光二極管能夠相對(duì)于一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合系統(tǒng)，其中每個(gè)支撐件包括一個(gè)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備，該對(duì)準(zhǔn)設(shè)備用于將支撐在其上的培養(yǎng)皿推進(jìn)到對(duì)準(zhǔn)位置，從而使得每個(gè)發(fā)光二極管能夠相對(duì)于它的對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴居中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合系統(tǒng)，其中支撐件包括擱板，并且對(duì)準(zhǔn)設(shè)備是定義在該擱板中的對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合系統(tǒng)，其中每個(gè)發(fā)光二極管陣列包括一個(gè)電路板和多個(gè)由該電路板攜帶的發(fā)光二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合系統(tǒng)，其中擱架進(jìn)一步包括多個(gè)卡式邊緣連接器，構(gòu)造每個(gè)卡式邊緣連接器以接收一個(gè)發(fā)光二極管陣列的電路板，并且將電路板和發(fā)光二極管支撐在對(duì)應(yīng)的一個(gè)擱板的上方。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合系統(tǒng)，其中支撐件最大間隔2英寸。
12.一種用于容納多個(gè)培養(yǎng)皿并且將光提供到多個(gè)組織樣本的組合系統(tǒng)，每個(gè)培養(yǎng)皿中定義了多個(gè)排列在穴陣列中的穴，多個(gè)穴中的每一個(gè)支撐一個(gè)組織樣本，所述組合系統(tǒng)包括一個(gè)包括多個(gè)彼此間隔的支撐件的擱架；和多個(gè)發(fā)光二極管陣列，每個(gè)發(fā)光二極管陣列包括多個(gè)排列在一個(gè)對(duì)應(yīng)于穴陣列的陣列中的發(fā)光二極管，其中每個(gè)發(fā)光二極管陣列由擱架支撐在一個(gè)對(duì)應(yīng)的擱板的對(duì)面，以便來自每個(gè)發(fā)光二極管的光能夠輻照到支撐在擱板上的培養(yǎng)皿的一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合系統(tǒng)，其中構(gòu)造每個(gè)擱板以將多個(gè)培養(yǎng)皿中的至少一個(gè)推進(jìn)到對(duì)準(zhǔn)位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合系統(tǒng)，其中每個(gè)擱板定義了一個(gè)形成為將培養(yǎng)皿推進(jìn)到對(duì)準(zhǔn)位置的形狀的對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)。
15.一種用于需要光支持增殖的組織樣本的高生產(chǎn)率處理的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿中定義了多個(gè)排列在穴陣列中的穴，多個(gè)穴中的每個(gè)被構(gòu)造用于隔離和保持一個(gè)組織樣本；一個(gè)具有多個(gè)彼此垂直間隔的擱板的擱架，每個(gè)擱板支撐至少一個(gè)培養(yǎng)皿；多個(gè)發(fā)光二極管陣列，每個(gè)發(fā)光二極管陣列定位在多個(gè)擱板中的一個(gè)對(duì)應(yīng)的擱板的上方，以便將光輻照到培養(yǎng)皿的穴中；和一個(gè)包括至少一個(gè)具有一定運(yùn)動(dòng)范圍的培養(yǎng)皿操縱器的自動(dòng)操縱系統(tǒng)，其中適當(dāng)?shù)亩ㄎ粩R架，以便使培養(yǎng)皿能夠在培養(yǎng)皿操縱器的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，其中培養(yǎng)皿操縱器能夠支撐每個(gè)培養(yǎng)皿并且將每個(gè)培養(yǎng)皿從擱架取出，以便自動(dòng)處理包含在其中的組織樣本。
16.一種促進(jìn)組織樣本的生長(zhǎng)的方法，其中，該組織樣本包含在具有多個(gè)排列在一個(gè)陣列中的穴的多穴培養(yǎng)皿中，其中每個(gè)穴隔離和支撐一個(gè)組織樣本，所述方法包括將組織樣本裝載到多穴培養(yǎng)皿的穴中；將每個(gè)在支撐件上的多穴培養(yǎng)皿定位在發(fā)光二極管陣列的對(duì)面；將來自發(fā)光二極管的光輻照到多穴培養(yǎng)皿的對(duì)應(yīng)穴中；和從支撐件取出每個(gè)多穴培養(yǎng)皿以便進(jìn)行附加的后續(xù)程序處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括將多穴培養(yǎng)皿推進(jìn)到支撐件上的對(duì)準(zhǔn)位置，直到每個(gè)發(fā)光二極管相對(duì)于多穴培養(yǎng)皿的一個(gè)對(duì)應(yīng)穴居中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中定位包括將每個(gè)培養(yǎng)皿定位在多個(gè)垂直堆疊的支撐件中的一個(gè)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括將發(fā)光二極管陣列的電路板安裝在每個(gè)垂直堆疊的支撐件的對(duì)面。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中裝載、定位、和支撐是由一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行的。
21.一種用于促進(jìn)需要光支持增殖的組織樣本的生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)，所述組合系統(tǒng)包括多個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿中定義了多個(gè)排列在一個(gè)穴陣列中的穴，多個(gè)穴中的每個(gè)被構(gòu)造用于支撐和隔離一個(gè)組織樣本；一個(gè)包括多個(gè)擱板和多個(gè)卡式邊緣連接器的擱架，所述擱板彼此垂直間隔，每個(gè)擱板將至少一個(gè)培養(yǎng)皿支撐在一個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)中，該對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)將培養(yǎng)皿推進(jìn)到對(duì)準(zhǔn)位置，并且，每個(gè)所述卡式邊緣連接器定位在一個(gè)對(duì)應(yīng)的擱板的上方；和多個(gè)由卡式邊緣連接器支撐在擱板上方的發(fā)光二極管陣列，每個(gè)發(fā)光二極管陣列包括多個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)電路板，所述電路板將發(fā)光二極管攜帶在一個(gè)對(duì)應(yīng)于培養(yǎng)皿的穴陣列的陣列中，從而使得當(dāng)培養(yǎng)皿處于對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)，每個(gè)發(fā)光二極管能夠定位在一個(gè)對(duì)應(yīng)的穴的對(duì)面，并且在其對(duì)應(yīng)的穴的上方居中。
22.一種用于促進(jìn)需要光支持增殖的組織樣本的生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)，所述組合系統(tǒng)包括一個(gè)其中定義了多個(gè)排列在一個(gè)穴陣列中的穴的培養(yǎng)皿，多個(gè)穴中的每個(gè)被構(gòu)造用于支撐和隔離一個(gè)組織樣本；和多個(gè)發(fā)光二極管，該多個(gè)發(fā)光二極管排列在一個(gè)發(fā)光二極管陣列中并且定位在穴的對(duì)面，以便將白光輻照到穴中和促進(jìn)支撐在其中的組織的增殖。
全文摘要
一種用于促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)的組合系統(tǒng)(10)，包括多個(gè)分別定義了穴(13)的陣列的培養(yǎng)皿(12)，其中每個(gè)穴(13)包含一個(gè)組織樣本。一個(gè)具有多個(gè)垂直堆疊的擱板(23)的擱架(20)提供了培養(yǎng)皿的支座，擱板可以包括一個(gè)或更多的用于將培養(yǎng)皿推進(jìn)到預(yù)定位置的對(duì)準(zhǔn)凹陷區(qū)(26)。多個(gè)安裝在電路板(31)上的發(fā)光二極管陣列(30)提供了用于組織樣本的光。每個(gè)電路板(31)由擱架(20)的對(duì)應(yīng)卡式邊緣連接器(24)支撐，以便使發(fā)光二極管(30)能夠鄰近支撐在其下方的擱板(23)上的培養(yǎng)皿(12)。發(fā)光二極管陣列(30)優(yōu)選對(duì)應(yīng)于支撐在其下方的擱板(23)上的對(duì)準(zhǔn)位置中的穴陣列，以便發(fā)光二極管(30)能夠在對(duì)應(yīng)的一個(gè)穴(13)的上方居中。
文檔編號(hào)A01H4/00GK1639305SQ03804414
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月22日
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