專利名稱：一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及生物細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增技術(shù)，尤其涉及一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置。
背景技術(shù)：
[0002]研究干細(xì)胞增殖和分化機(jī)制的最終目的是應(yīng)用干細(xì)胞治療疾病。理論上講，干細(xì)胞可以用于各種疾病的治療，但其最適合的疾病主要是組織壞死性疾病、退行性病變、自體免疫性疾病等。而利用干細(xì)胞治療疾病，其具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如1、低毒性或無毒性，而且治療效果持久；2、不需要完全了解疾病發(fā)病的確切機(jī)制；3、應(yīng)用自身干細(xì)胞移植，能避免產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。因此利用干細(xì)胞治療疾病，其具有廣泛的應(yīng)用前景。[0003]而由于干細(xì)胞治療疾病的前景廣闊，因此建立一臺性能高效、全自動化、操作簡便以及原理易懂的將體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞的儀器，其是一個迫切需要解決的技術(shù)問題。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種效率高、便于操作以及結(jié)構(gòu)簡單的基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置。[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置 ，該裝置包括微通道培養(yǎng)板以及用于控制微通道培養(yǎng)板的自動控制器。[0006]進(jìn)一步，所述微通道培養(yǎng)板包括培養(yǎng)基池、廢液池以及至少一個培養(yǎng)孔，所述培養(yǎng)基池與培養(yǎng)孔連通，所述的培養(yǎng)孔與廢液池連通，所述培養(yǎng)孔設(shè)置在培養(yǎng)基池的下方，所述廢液池設(shè)置在培養(yǎng)孔的下方；所述廢液池與培養(yǎng)孔之間設(shè)有受自動控制器控制的第一電磁閥，培養(yǎng)孔與培養(yǎng)基池之間設(shè)有受自動控制器控制的第二電磁閥。[0007]進(jìn)一步，所述第一電磁閥包括第一安全閥門以及用于吸引第一安全閥門的第一電磁鐵，所述自動控制器的輸出端與第一電磁鐵進(jìn)行連接；所述第二電磁閥包括第二安全閥門以及用于吸引第二安全閥門的第二電磁鐵，所述自動控制器的輸出端與第二電磁鐵進(jìn)行連接。[0008]進(jìn)一步，所述第一安全閥門包括受第一電磁鐵吸引的第一螺釘以及與第一螺釘配套的第一墊片，所述第一螺釘?shù)捻敹诉B接有第一彈簧；所述第二安全閥門包括受第二電磁鐵吸引的第二螺釘以及與第二螺釘配套的第二墊片，所述第二螺釘?shù)捻敹诉B接有第二彈簧。[0009]進(jìn)一步，所述廢液池與培養(yǎng)孔之間設(shè)有第一輸液管道，廢液池通過第一輸液管道與培養(yǎng)孔進(jìn)行連通，第一安全閥門設(shè)置在第一輸液管道上；所述培養(yǎng)孔與培養(yǎng)基池之間設(shè)有第二輸液管道，培養(yǎng)孔通過第二輸液管道與培養(yǎng)基池進(jìn)行連通，第二安全閥門設(shè)置第二輸液管道上。[0010]進(jìn)一步，所述自動控制器為定時自動控制器。[0011]進(jìn)一步，所述自動控制器包括控制電路以及與控制電路輸入端連接的電子計時器，所述控制電路的輸出端分別與第一電磁鐵和第二電磁鐵進(jìn)行連接。[0012]進(jìn)一步，所述的微通道培養(yǎng)板還包括載體，所述培養(yǎng)基池、培養(yǎng)孔、廢液池、第一輸液管道、第二輸液管道、第一安全閥門以及第二安全閥門均嵌入在載體中，載體的頂部設(shè)有一與培養(yǎng)基池連通的小孔。[0013]進(jìn)一步，該裝置還包括支架，所述第一電磁鐵和第二電磁鐵均設(shè)置在支架上。[0014]進(jìn)一步，該裝置還包括一平臺，所述平臺上設(shè)有滑道，平臺通過滑道進(jìn)而固定承載載體。[0015]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過自動控制器進(jìn)而自動控制微通道培養(yǎng)板實(shí)現(xiàn)全自動的干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增，這樣不僅大大提高干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增的效率，提高干細(xì)胞的存活率，而且大大減少人工培養(yǎng)所帶來的不必要污染，還有由于利用先進(jìn)的微流控技術(shù)，因此本實(shí)用新型能大大提高控制細(xì)胞培養(yǎng)液流動的靈敏度和精確度，并且本實(shí)用新型的裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易于操控、功率損耗低以及穩(wěn)定性高。


\[0016]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明[0017]圖I是本實(shí)用新型一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置的結(jié)構(gòu)主視圖；[0018]圖2是圖I中第一電磁閥的放大示意圖；[0019]圖3是圖I中第二電磁閥的放大示意圖；[0020]圖4是本實(shí)用新型一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖。[0021]I第一電磁閥；101第一電磁鐵；102第一墊片；103第一彈簧；104第一螺釘；2第一輸液管道；3培養(yǎng)孔；4第二電磁閥；401第二電磁鐵；402第二墊片；403第二彈簧；404第二螺釘；5培養(yǎng)基池；6載體；7廢液池；8控制電路；9電子計時器；10滑道；11第二輸液管道；12平臺；13支架；14小孔。
具體實(shí)施方式
[0022]由圖I至圖4所示，一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，該裝置包括微通道培養(yǎng)板以及用于控制微通道培養(yǎng)板的自動控制器。[0023]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述微通道培養(yǎng)板包括培養(yǎng)基池5、廢液池7以及至少一個培養(yǎng)孔3，所述培養(yǎng)基池5與培養(yǎng)孔3連通，所述的培養(yǎng)孔3與廢液池7連通，所述培養(yǎng)孔3設(shè)置在培養(yǎng)基池5的下方，所述廢液池7設(shè)置在培養(yǎng)孔3的下方；所述廢液池7與培養(yǎng)孔3之間設(shè)有受自動控制器控制的第一電磁閥1，培養(yǎng)孔3與培養(yǎng)基池5之間設(shè)有受自動控制器控制的第二電磁閥4。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述培養(yǎng)孔3設(shè)置在培養(yǎng)基池5的斜下方，所述廢液池7設(shè)置在培養(yǎng)孔3的斜下方。另外，所述培養(yǎng)孔3的個數(shù)根據(jù)實(shí)際需要而定，可以為一個或者為多個，若培養(yǎng)孔3的個數(shù)為多個時，可以采用48孔板或者96孔板，同時，培養(yǎng)基池5的出口分別與48孔板或96孔板上的培養(yǎng)孔連通，并且48孔板或96孔板上的培養(yǎng)孔均與廢液池7進(jìn)行連通。[0024]所述的培養(yǎng)基池5是用于承載干細(xì)胞培養(yǎng)液的器皿；所述的培養(yǎng)孔3是用于承載所需要培養(yǎng)的干細(xì)胞；所述的廢液池7是用來回收培養(yǎng)孔3中經(jīng)干細(xì)胞培養(yǎng)后剩余的廢液。 而所述的自動控制器通過控制第一電磁閥I和第二電磁閥4的開啟與閉合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動化的新鮮培養(yǎng)液導(dǎo)入培養(yǎng)孔3以及廢液從培養(yǎng)孔3中導(dǎo)出。[0025]由于本實(shí)用新型通過自動控制器進(jìn)而自動控制培養(yǎng)基池5與培養(yǎng)孔3之間細(xì)胞培養(yǎng)液的流動以及自動控制培養(yǎng)孔3與廢液池7之間廢液的流動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全自動的干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增，因此本實(shí)用新型大大提高干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增的效率，提高干細(xì)胞的存活率，而且能大大減少由于人工培養(yǎng)而所帶來的不必要的污染。還有由于本實(shí)用新型利用先進(jìn)的微流控技術(shù)，因此本實(shí)用新型能更加準(zhǔn)確和精確地控制細(xì)胞培養(yǎng)液的流動，并且本實(shí)用新型的裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易于操控、功率損耗低以及穩(wěn)定性高。[0026]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一電磁閥I包括第一安全閥門以及用于吸引第一安全閥門的第一電磁鐵101，所述自動控制器的輸出端與第一電磁鐵101進(jìn)行連接，如圖2所示。而所述的第二電磁閥4的結(jié)構(gòu)與第一電磁閥I的結(jié)構(gòu)是相同，即第二電磁閥4 包括了第二安全閥門以及用于吸引第二安全閥門的第二電磁鐵401，所述自動控制器的輸出端與第二電磁鐵401進(jìn)行連接。[0027]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一安全閥門包括受第一電磁鐵101吸引的第一螺釘104以及與第一螺釘104配套的第一墊片102，所述第一螺釘104的頂端連接有第一彈簧103，如圖2所示。而第二安全閥門的結(jié)構(gòu)與第一安全閥門的結(jié)構(gòu)是相同的，即第二安全閥門包括了受第二電磁鐵401吸引的第二螺釘404以及與第二螺釘404配套的第二墊片 402，所述第二螺釘404的頂端連接有第二彈簧403，如圖3所示。而所述的第一墊片102和第二墊片402均為橡膠墊片，但并不僅限橡膠墊片這一類型。[0028]而第一電磁閥I的工作原理為當(dāng)?shù)谝浑姶盆F101受自動控制器控制后就會下降， 并利用磁力吸引第一螺釘104往上，進(jìn)而把第一彈簧103壓扁，此時第一電磁閥I為開啟狀態(tài),那么培養(yǎng)孔3中的廢液就可以流到廢液池7 ;然后第一電磁鐵101就會上升,并利用第一彈簧103的彈力進(jìn)而使第一螺釘104恢復(fù)到原位，此時第一電磁閥I為閉合狀態(tài)，那么細(xì)胞培養(yǎng)液就不會從培養(yǎng)孔3中流失到廢液池7。對于第二電磁閥4的工作原理，其與第一電磁閥I的工作原理是一致的，而當(dāng)?shù)诙姶砰y4為開啟狀態(tài)時，培養(yǎng)基池5的細(xì)胞培養(yǎng)液就會流到培養(yǎng)孔3中，當(dāng)?shù)诙姶砰y4為閉合狀態(tài)時，細(xì)胞培養(yǎng)液就不會從培養(yǎng)基池5流到培養(yǎng)孔3中。[0029]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述廢液池7與培養(yǎng)孔3之間設(shè)有第一輸液管道2， 廢液池7通過第一輸液管道2與培養(yǎng)孔3進(jìn)行連通，第一安全閥門設(shè)置在第一輸液管道2 上；所述培養(yǎng)孔3與培養(yǎng)基池5之間設(shè)有第二輸液管道11，培養(yǎng)孔3通過第二輸液管道11 與培養(yǎng)基池5進(jìn)行連通，第二安全閥門設(shè)置第二輸液管道上11。所述的第一墊片102設(shè)置在第一螺釘104與第一輸液管道2之間，第二墊片402設(shè)置在第二螺釘404與第二輸液管道11之間。而所述的第一輸液管道2以及第二輸液管道11，兩者的體積均很小。[0030]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述自動控制器為定時自動控制器。[0031]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述自動控制器包括控制電路8以及與控制電路8 輸入端連接的電子計時器9，所述控制電路8的輸出端分別與第一電磁鐵101和第二電磁鐵 401進(jìn)行連接。而所述的自動控制器的工作原理包括兩種第一種，通過利用電子計時器9 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定時設(shè)置，當(dāng)設(shè)定的時間到達(dá)時，電子計時器9就會發(fā)出響聲，而控制電路8接收到聲波信號后就會控制第一電磁鐵101和第二電磁鐵401下降以及通電生磁；第二種，通過利用電子計時器9進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定時設(shè)置，當(dāng)設(shè)定的時間到達(dá)時，電子計時器9會發(fā)出觸發(fā)信號到控制電路8，而控制電路8接收到觸發(fā)信號后就會控制第一電磁鐵101和第二電磁鐵401 下降以及通電生磁。而在所述的第一種工作原理中，所述的控制電路8也就是聲控電路。[0032]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的微通道培養(yǎng)板還包括載體6，所述培養(yǎng)基池 5、培養(yǎng)孔3、廢液池7、第一輸液管道2、第二輸液管道11、第一安全閥門以及第二安全閥門均嵌入在載體6中，載體6的頂部設(shè)有一與培養(yǎng)基池5連通的小孔14。而對于所述的小孔 14，工作人員能通過小孔14從而將新鮮的細(xì)胞培養(yǎng)液添加到培養(yǎng)基池5上。所述的載體6 為塑料載體，但載體6的類型不限于塑料載體這一類型。[0033]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該裝置還包括支架13，所述第一電磁鐵101和第二電磁鐵401均設(shè)置在支架13上。所述的支架13為鐵支架，但支架13的類型不限于鐵支架這一類型。[0034]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該裝置還包括一平臺12，所述平臺12上設(shè)有滑道 10，平臺12通過滑道10進(jìn)而固定承載載體6。另外平臺12也承載電子計時器9，而控制電路8則設(shè)置在平臺12的內(nèi)腔中。所述的滑道10是由兩條形塊所組成的，如圖I所示。另外由于平臺12通過滑道10進(jìn)而承載載體6，因而滑道10不僅起到固定承載的作用，而且還便于將載體6從平臺12上拆卸下來。[0035]上述實(shí)用新型的工作原理為[0036]實(shí)驗(yàn)前，通過針頭將需要培養(yǎng)的干細(xì)胞加入到培養(yǎng)孔3內(nèi)，將新鮮的細(xì)胞培養(yǎng)液通過小孔14加入到培養(yǎng)基池5中，將載體6通過滑道10進(jìn)而固定承載在平臺12上，以及根據(jù)干細(xì)胞的培養(yǎng)時間周期，進(jìn)而利用電子計時器9進(jìn)行定時；[0037]實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)時間周期到時，電子計時器9就會自動響起或者自動輸出觸發(fā)信號，控制電路8接收到聲波信號或者觸發(fā)信號后，就會控制第一電磁鐵101下降以及通電生磁進(jìn)而吸引第一螺釘104，即第一安全閥門開啟，這樣就能使培養(yǎng)孔3中的廢液通過第一輸液管道2流到廢液池7中，接著，控制電路8控制第一電磁鐵101上升，第一螺釘104恢復(fù)到原位，即第一安全閥門閉合；然后，控制電路8再控制第二電磁鐵401下降以及通電生磁進(jìn)而吸引第二螺釘404，即第二安全閥門開啟，這樣培養(yǎng)基池5中的新鮮細(xì)胞培養(yǎng)液就能通過第二輸液管道11流到培養(yǎng)孔3中，跟著，控制電路8控制第二電磁鐵401上升，第二螺釘404 恢復(fù)到原位，即第二安全閥門閉合，而通過這樣周而復(fù)始地進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)液從培養(yǎng)基池5 流入培養(yǎng)孔3以及廢液從培養(yǎng)孔3流入廢液池7中，就能自動化地實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞的培養(yǎng)和擴(kuò)士豳>曰ο[0038]因此由上述可知，本實(shí)用新型是全自動化的干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增裝置，在培養(yǎng)和擴(kuò)增的過程中無需涉及人力，而且簡單精確，因此本實(shí)用新型能廣泛地應(yīng)用在干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增的領(lǐng)域中。另外除了干細(xì)胞外，本培養(yǎng)也能對其它類型的細(xì)胞進(jìn)行自動化的培養(yǎng)和擴(kuò)士 SS>曰O[0039]以上是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本實(shí)用新型創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于該裝置包括微通道培養(yǎng)板以及用于控制微通道培養(yǎng)板的自動控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述微通道培養(yǎng)板包括培養(yǎng)基池(5)、廢液池(7)以及至少一個培養(yǎng)孔(3)，所述培養(yǎng)基池(5)與培養(yǎng)孔(3)連通，所述的培養(yǎng)孔(3)與廢液池(7)連通，所述培養(yǎng)孔(3)設(shè)置在培養(yǎng)基池(5)的下方，所述廢液池(7)設(shè)置在培養(yǎng)孔(3)的下方；所述廢液池(7)與培養(yǎng)孔(3)之間設(shè)有受自動控制器控制的第一電磁閥(1)，培養(yǎng)孔(3)與培養(yǎng)基池(5)之間設(shè)有受自動控制器控制的第二電磁閥(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述第一電磁閥(I)包括第一安全閥門以及用于吸引第一安全閥門的第一電磁鐵(101)，所述自動控制器的輸出端與第一電磁鐵(101)進(jìn)行連接；所述第二電磁閥(4)包括第二安全閥門以及用于吸引第二安全閥門的第二電磁鐵(401)，所述自動控制器的輸出端與第二電磁鐵(401)進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述第一安全閥門包括受第一電磁鐵(101)吸引的第一螺釘(104)以及與第一螺釘(104)配套的第一墊片(102)，所述第一螺釘(104)的頂端連接有第一彈簧(103);所述第二安全閥門包括受第二電磁鐵(401)吸引的第二螺釘(404)以及與第二螺釘(404)配套的第二墊片(402 )，所述第二螺釘(404 )的頂端連接有第二彈簧(403 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述廢液池(7 )與培養(yǎng)孔(3 )之間設(shè)有第一輸液管道(2 )，廢液池(7 )通過第一輸液管道(2 )與培養(yǎng)孔(3)進(jìn)行連通，第一安全閥門設(shè)置在第一輸液管道(2)上；所述培養(yǎng)孔(3)與培養(yǎng)基池(5)之間設(shè)有第二輸液管道(11)，培養(yǎng)孔(3)通過第二輸液管道(11)與培養(yǎng)基池(5)進(jìn)行連通，第二安全閥門設(shè)置第二輸液管道上(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述自動控制器為定時自動控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述自動控制器包括控制電路(8 )以及與控制電路(8 )輸入端連接的電子計時器(9 )，所述控制電路(8)的輸出端分別與第一電磁鐵(101)和第二電磁鐵(401)進(jìn)行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于所述的微通道培養(yǎng)板還包括載體(6)，所述培養(yǎng)基池(5)、培養(yǎng)孔(3)、廢液池(7)、第一輸液管道(2)、第二輸液管道(11)、第一安全閥門以及第二安全閥門均嵌入在載體(6)中，載體(6)的頂部設(shè)有一與培養(yǎng)基池(5)連通的小孔(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于該裝置還包括支架(13)，所述第一電磁鐵(101)和第二電磁鐵(401)均設(shè)置在支架(13)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，其特征在于該裝置還包括一平臺(12)，所述平臺(12)上設(shè)有滑道(10)，平臺(12)通過滑道(10)進(jìn)而固定承載載體(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置，該裝置包括微通道培養(yǎng)板以及用于控制微通道培養(yǎng)板的自動控制器。本實(shí)用新型通過自動控制器進(jìn)而自動控制微通道培養(yǎng)板實(shí)現(xiàn)全自動的干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增，這樣不僅大大提高干細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增的效率，提高干細(xì)胞的存活率，而且大大減少人工培養(yǎng)所帶來的不必要污染，還有由于利用先進(jìn)的微流控技術(shù)，因此本實(shí)用新型能大大提高控制細(xì)胞培養(yǎng)液流動的靈敏度和精確度，并且本實(shí)用新型的裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易于操控、功率損耗低以及穩(wěn)定性高。本實(shí)用新型作為一種基于微流控的全自動干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增裝置廣泛應(yīng)用在細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增領(lǐng)域中。
文檔編號C12M3/00GK202808809SQ20122040313
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者曾令文, 方志遠(yuǎn), 郝晨光 申請人:中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院