矩陣式水套培養(yǎng)箱及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種矩陣式水套培養(yǎng)箱及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳培養(yǎng)箱是通過在培養(yǎng)箱箱體內(nèi)模擬形成一個(gè)類似細(xì)胞/組織在生物體內(nèi)的生長環(huán)境，如穩(wěn)定的溫度(37 °C )、穩(wěn)定的CO2濃度(5%)、恒定的酸堿度(pH值:7.2-7.4)、較高的相對飽和濕度(95% )，來對細(xì)胞/組織進(jìn)行體外培養(yǎng)的一種裝置。因此要求箱內(nèi)的溫度、濕度等參數(shù)盡可能保持恒定值，以免影響細(xì)胞的生長。三氣培養(yǎng)箱是在二氧化碳培養(yǎng)箱的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)后形成的新產(chǎn)品，其原理同二氧化碳培養(yǎng)箱一樣，區(qū)別在于三氣培養(yǎng)箱不僅可加入二氧化碳，還可加入氮?dú)夂脱鯕猓⒂呻娔X控制和調(diào)節(jié)各種氣體的含量。
[0003]水套式二氧化碳培養(yǎng)箱是通過一個(gè)獨(dú)立的熱水間隔間包圍內(nèi)部的箱體來維持溫度恒定。熱水通過自然對流在箱體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，熱量傳遞到箱體內(nèi)部從而保持溫度的恒定。對于水套式二氧化碳培養(yǎng)箱，當(dāng)遇到斷電的時(shí)候，水套式系統(tǒng)能長時(shí)間保持培養(yǎng)箱內(nèi)溫度的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
[0004]中國專利文獻(xiàn)CN 2335972Y公開了一種新型水套式CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱，其箱體頂部做成臺階狀水套，電機(jī)裝在水套外面，電機(jī)軸和傳感器導(dǎo)線與箱內(nèi)的風(fēng)輪和傳感器連接，風(fēng)輪附近還裝有空氣加熱器，由門開關(guān)控制啟動(dòng)，傳感器采用超聲波換能器，并與控制電路連接，控制電路輸出端與顯示面板表、氣閥開關(guān)連接。該培養(yǎng)箱不受環(huán)境溫度影響、調(diào)整容易、電路簡單、檢測控制精度高、使用壽命長。但是此培養(yǎng)箱對于規(guī)?；?xì)胞的培養(yǎng)效率較低，而且操作繁雜，浪費(fèi)人力和時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種矩陣式水套培養(yǎng)箱，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制每組培養(yǎng)箱內(nèi)的培養(yǎng)環(huán)境，使每組培養(yǎng)箱中的所有子培養(yǎng)箱的培養(yǎng)環(huán)境保持一致。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種矩陣式水套培養(yǎng)箱的控制方法，通過該控制方法可實(shí)現(xiàn)集中控制矩陣式水套培養(yǎng)箱，提高培養(yǎng)效率。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]提供一種矩陣式水套培養(yǎng)箱，包括m組培養(yǎng)箱，每組培養(yǎng)箱包括η個(gè)并聯(lián)的子培養(yǎng)箱，組成m*n矩陣式箱體群，所述m、η均為不小于2的整數(shù)；
[0009]每個(gè)所述子培養(yǎng)箱內(nèi)均設(shè)置有檢測培養(yǎng)環(huán)境的檢測裝置，每組所述培養(yǎng)箱均與供氣系統(tǒng)和溫度可控的供水系統(tǒng)連接，所述檢測裝置、所述供氣系統(tǒng)以及所述供水系統(tǒng)均與控制器連接，所述控制器根據(jù)所述檢測裝置反饋的信號自動(dòng)調(diào)節(jié)每組所述培養(yǎng)箱的培養(yǎng)環(huán)境。
[0010]具體地，每組所述培養(yǎng)箱內(nèi)的所有所述子培養(yǎng)箱均與同一組所述供氣系統(tǒng)和所述供水系統(tǒng)連接。
[0011]具體地，所述子培養(yǎng)箱為水套培養(yǎng)箱，所述子培養(yǎng)箱的水套的進(jìn)水口通過進(jìn)水管與所述供水系統(tǒng)連接，所述子培養(yǎng)箱的水套的出水口通過出水管與所述供水系統(tǒng)連接，所述進(jìn)水管設(shè)置有水栗和水閥。
[0012]具體地，所述供水系統(tǒng)包括采用PID控溫的智能電熱恒溫水箱。
[0013]具體地，所述供氣系統(tǒng)包括CO2氣瓶和N 2氣瓶，所述CO 2氣瓶、所述N 2氣瓶分別通過氣路與所述子培養(yǎng)箱連接，所述氣路中設(shè)置有氣栗和氣閥。
[0014]具體地，所述檢測裝置設(shè)置于所述子培養(yǎng)箱的箱體頂部，所述檢測裝置包括檢測所述子培養(yǎng)箱內(nèi)溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制器連接。
[0015]具體地，所述子培養(yǎng)箱的箱體底部設(shè)置有濕度水盤，所述檢測裝置還包括檢測所述子培養(yǎng)箱內(nèi)濕度的濕度傳感器，所述濕度傳感器與所述控制器連接。
[0016]具體地，所述檢測裝置還包括檢測所述子培養(yǎng)箱內(nèi)C02、02、N2濃度的氣體傳感器，所述氣體傳感器與所述控制器連接。
[0017]具體地，所述子培養(yǎng)箱內(nèi)并位于箱體的頂部設(shè)置有風(fēng)扇，所述風(fēng)扇與所述控制器連接。
[0018]具體地，所述矩陣式箱體群的內(nèi)部還設(shè)置有指示燈，用以觀察箱體群內(nèi)各組培養(yǎng)箱的工作狀態(tài)。
[0019]本發(fā)明還提供一種矩陣式水套培養(yǎng)箱的控制方法，使用上述矩陣式水套培養(yǎng)箱，包括以下步驟:
[0020]S100、關(guān)閉子培養(yǎng)箱的箱門后，設(shè)定每組培養(yǎng)箱的溫度、濕度及C02、02、N2的濃度值；
[0021]S200、檢測裝置對每組培養(yǎng)箱內(nèi)的培養(yǎng)環(huán)境進(jìn)行檢測，控制器根據(jù)檢測值和設(shè)定值之間的差異自動(dòng)控制供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)；
[0022]優(yōu)選地，矩陣式水套培養(yǎng)箱至少包括第一組培養(yǎng)箱、第二組培養(yǎng)箱，第一組培養(yǎng)箱、第二組培養(yǎng)箱分別包括三個(gè)相互并聯(lián)的第一子培養(yǎng)箱、第二子培養(yǎng)箱，相應(yīng)地，控制器包含與所述第一子培養(yǎng)箱對應(yīng)的第一子檢測模塊、第一子控制模塊，與所述第二子培養(yǎng)箱對應(yīng)的第二子檢測模塊、第二子控制模塊；所述S200包含檢測、控制第一組培養(yǎng)箱內(nèi)的檢測環(huán)境的步驟S200'，以及檢測、控制第二組培養(yǎng)箱內(nèi)的檢測環(huán)境的S200"，所述S200'包含以下步驟:
[0023]S210'、所述第一子控制模塊控制打開第一組培養(yǎng)箱的隊(duì)氣瓶的氣閥以及氣栗，分別往第一子培養(yǎng)箱內(nèi)通入N2,第一子檢測模塊檢測到第一子培養(yǎng)箱內(nèi)的N2、O2濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，第一子控制模塊控制關(guān)閉第一子培養(yǎng)箱的隊(duì)氣瓶的氣閥以及氣栗，同時(shí)打開第一組培養(yǎng)箱的CO2氣瓶的氣閥及氣栗，第一子檢測模塊檢測到CO2的濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，第一子控制模塊控制關(guān)閉第一組培養(yǎng)箱的CO2氣瓶的氣閥及氣栗；
[0024]S220'、第一子檢測模塊檢測到第一子培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度低于設(shè)定值時(shí)，第一子控制模塊控制打開與第一組培養(yǎng)箱連接的水閥、水栗以及供水系統(tǒng)的加熱開關(guān)，使子培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度精確升溫至設(shè)定值；
[0025]S230'、第一子檢測模塊檢測到第一子培養(yǎng)箱內(nèi)的濕度低于設(shè)定值時(shí)，第一控制模塊控制提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使第一子培養(yǎng)箱內(nèi)的濕度達(dá)到設(shè)定值；
[0026]其中，所述S200"包含步驟S210"、步驟S220"、步驟S230"，所述步驟S210"、步驟S220"、步驟S230"分別與所述步驟S21(V、步驟S22(V、步驟S23(V相同，所述步驟S200r與所述步驟S200"相互獨(dú)立。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的矩陣式水套培養(yǎng)箱，檢測裝置、供氣系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)均與控制器連接，控制器根據(jù)檢測裝置反饋的信號獨(dú)立、自動(dòng)調(diào)節(jié)每組培養(yǎng)箱的培養(yǎng)環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)子培養(yǎng)箱無限拼接，集中對每組培養(yǎng)箱單獨(dú)供水供氣并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的高效率培養(yǎng)。本發(fā)明的矩陣式水套培養(yǎng)箱中，子培養(yǎng)箱體積小，每個(gè)子培養(yǎng)箱僅放置一個(gè)人的細(xì)胞，避免了一個(gè)培養(yǎng)箱中放置多個(gè)人的細(xì)胞時(shí)細(xì)胞之間相互污染，保證了多個(gè)人的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的一致性。本發(fā)明還提供一種矩陣式水套培養(yǎng)箱的控制方法，通過該方法獨(dú)立調(diào)節(jié)每組培養(yǎng)箱的培養(yǎng)環(huán)境。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所述的矩陣式水套培養(yǎng)箱的示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例所述的矩陣式水套培養(yǎng)箱的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0031 ] 于本發(fā)明的實(shí)施例中，矩陣式水套培養(yǎng)箱包括m組培養(yǎng)箱，每組培養(yǎng)箱包括η個(gè)并聯(lián)的子培養(yǎng)箱，組成m*n矩陣式箱體群，所述m、η均為不小于2的整數(shù)；每個(gè)子培養(yǎng)箱內(nèi)均設(shè)置有檢測培養(yǎng)環(huán)境的檢測裝置，每組培養(yǎng)箱均與供氣系統(tǒng)和溫度可控的供水系統(tǒng)連接，檢測裝置、供氣系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)均與控制器連接，控制器根據(jù)檢測裝置反饋的信號自動(dòng)調(diào)節(jié)每組培養(yǎng)箱的培養(yǎng)環(huán)境。其中，“檢測裝置反饋的信號”即培養(yǎng)箱內(nèi)的培養(yǎng)環(huán)境的檢測值。如圖1所示，矩陣式水套培養(yǎng)箱包括4組培養(yǎng)箱，每組培養(yǎng)箱包括3個(gè)并聯(lián)的子