一种免疫细胞培养液自动补液装置的制作方法

1.本发明涉及免疫细胞培养液技术领域，尤其涉及一种免疫细胞培养液自动补液装置。


背景技术：

2.人免疫细胞无血清基础培养基是无血清、不含异源动物成分(xeno-free)的人免疫细胞培养基，可用于人淋巴细胞、cik、dc、nk等各类免疫细胞的培养，具有很高的成活率、杀伤活性和扩增倍数，甚至优于国外进口同类优质产品。
3.但是，免疫细胞培养液需要人员不断去进行补液作业，通常会通过自动补液装置来进行补液工作，市场上的自动补液装置无法精准控制补液过程中其流速，或影响到培养液的生产效率，导致其成分不均，因此需要一种免疫细胞培养液自动补液装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种免疫细胞培养液自动补液装置，解决了现有技术中免疫细胞培养液需要人员不断去进行补液作业，通常会通过自动补液装置来进行补液工作，市场上的自动补液装置无法精准控制补液过程中其流速，或影响到培养液的生产效率，导致其成分不均的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种免疫细胞培养液自动补液装置，包括底板和控制系统，所述底板的顶部一侧固定连接有调节外框，且所述调节外框的上表面固定连接有顶盖，并且所述顶盖的顶部中心位置处安装有电机，所述电机的底部传动连接有贯穿顶盖的螺纹杆，且所述螺纹杆的一端与调节外框的内腔底部转动连接，并且所述调节外框的一侧开设有贯穿调节外框侧壁的滑槽，所述螺纹杆的外圈套设有螺母套，且所述螺母套的一侧固定连接有贯穿滑槽的限位杆，并且所述限位杆远离螺母套的一端通过连接块固定连接有底座，所述底座的顶部可拆卸连接有容纳桶，所述底板的顶部另一侧连接有多个反应盒，所述容纳桶顶部设有进气阀，所述容纳桶的一侧连通有多个“o”形软管，所述“o”形软管包括储存侧和培养液流通侧，所述储存侧和培养液流通侧长度相同，所述“o”形软管外套设有外覆管，所述储存侧和培养液流通侧顶部对接点通过贯穿外覆管的第一软管与容纳桶底部连接，所述储存侧和培养液流通侧底部对接点通过贯穿外覆管的对接管与反应盒活动连接，所述“o”形软管的储存侧内腔滑动密封设有多个铁磁性球体，所述外覆管内腔设有多个一一与铁磁性球体相对应的运球组件；所述控制系统与各个电器元件电连接；
6.所述对接管上安装有进液阀门，所述外覆管内侧壁设有“t”形凸起条，所述运球组件包括设置于“t”形凸起条的“t”形下表面与外覆管内侧壁之间的滚轮，所述滚轮通过转轴连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆另一端通过转轴转动连接有驱动轮，电动伸缩杆另一端还通过连接架连接有电磁铁，所述驱动轮通过驱动电机驱动，所述运球组件与铁磁性球体一一对应；所述对接管与反应盒连接处设有流速传感器；
7.在所述培养液流通侧内顶部第一个铁磁性球体对应的运球组件带动铁磁性球体沿着“t”形凸起条运动至对接管与“o”形软管连通点的过程中，当所述流速传感器检测到的流速大于预设流速时，所述控制系统通过降低培养液流通侧内铁磁性球体对应的驱动电机转速，从而减小流速，使所述流速传感器检测到的流速保持在预设流速。
8.本发明至少具备以下有益效果：
9.1、本发明通过运球组件的设置，当流速传感器检测到的流速大于预设流速时，控制系统通过降低驱动电机转速，从而减小流速，使流速传感器检测到的流速保持在预设流速；从而解决了因容纳桶在上下往复运动，导致向反应盒添加的培养液流动速度发生变化的情况发生。
10.2、本发明通过运球组件的设置，当需要对装置进行清洗时，通过控制系统控制位于储存区底端第一个铁磁性球体对应的电磁铁磁吸力增大和电动伸缩杆的收缩，然后通过控制储存区顶端第一个铁磁性球体对应的电磁铁磁吸力增大和电动伸缩杆的收缩，再然后控制储存区顶端第一个铁磁性球体对应的的驱动电机转动，使储存区顶端第一个铁磁性球体对应的运球组件带动铁磁性球体铁磁性球体穿过对接管与“o”形软管连通点后向培养液流通侧下端移动，从而使储存区底端第一个铁磁性球体与此时位于培养液流通侧顶端第一个铁磁性球体之间的液体增压，然后控制储存区底端第一个铁磁性球体的驱动电机转动并带动铁磁性球体向储存区底部第二个铁磁性球体方向移动，实现对对接管与“o”形软管连通点进行密封解除，从而使增压的高压液流作用下对补液管路进行冲洗。
11.3、本发明通过运球组件的设置，在人员使用时，首先将对接管与需要补液的反应盒对接，然后根据不同的需求，通过控制系统对每个对接管设置培养液添加速度，通过控制系统控制每个“o”形软管的储存侧内底部第一钢珠对应的驱动电机启动，并按照预设转速和预设时间工作，同时控制每个“o”形软管的储存侧内底部第二个铁磁性球体对应的电磁铁断电，并控制每个“o”形软管的储存侧内顶部的第一个铁磁性球体和底部第二个铁磁性球体对应的电动伸缩杆伸长，然后控制此时处于储存区顶部第一个铁磁性球体对应的电动伸缩杆收缩和对应的电磁铁通电，同时控制培养液流通侧一侧顶部第一个铁磁性球体对应的电动伸缩杆收缩和对应的驱动电机按照预设转速转动，使运球组件带动铁磁性球体并使铁磁性球体推动培养液流通侧内的培养液流动并达到预设流速；从而实现一个供液箱能够对多个反应盒进行多种流速的供液。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明底板结构示意图；
14.图2为本发明滑槽结构示意图；
15.图3为本发明限位杆结构示意图；
16.图4为本发明阻尼杆结构示意图；
17.图5为本发明实施例2容纳桶与反应盒连接示意图；
18.图6为本发明实施例2外覆管和“o”形软管结构示意图；
19.图7为本发明实施例2外覆管和“o”形软管剖视图；
20.图8为本发明图7中a部分放大示意图；
21.图9为本发明实施例2外覆管和“o”形软管另一角度剖视图；
22.图10为本发明“t”形凸起条与运球组件连接示意图；
23.图11为本发明图10中b部分结构放大示意图；
24.图12为本发明运球组件结构连接示意图。
25.图中：1、底板；2、阻尼杆；3、扶手；4、反应盒；5、对接管；6、调节外框；7、顶盖；8、电机；9、支架；10、滑槽；11、连接块；12、指示箭头；13、刻度尺；14、底座；15、容纳桶；16、阀门；17、螺纹杆；18、螺母套；19、限位杆；20、气缸；21、活塞杆；22、圆块；23、弹簧；24、万向轮；25、外覆管；2501、“t”形凸起条；26、第一软管；27、“o”形软管；2701、储存侧；2702、培养液流通侧；28、滚轮；29、电动伸缩杆；30、驱动轮；31、调节管；32、调节阀。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例1
28.参照图1-4，一种免疫细胞培养液自动补液装置，包括底板1和控制系统，底板1的顶部一侧固定连接有调节外框6，且调节外框6的上表面固定连接有顶盖7，并且顶盖7的顶部中心位置处安装有电机8，电机8的底部传动连接有贯穿顶盖7的螺纹杆17，且螺纹杆17的一端与调节外框6的内腔底部转动连接，并且调节外框6的一侧开设有贯穿调节外框6侧壁的滑槽10，螺纹杆17的外圈套设有螺母套18，且螺母套18的一侧固定连接有贯穿滑槽10的限位杆19，并且限位杆19远离螺母套18的一端通过连接块11固定连接有底座14，底座14的顶部可拆卸连接有容纳桶15，底板1的顶部另一侧连接有反应盒4，容纳桶15通过对接管5与反应盒4连通，容纳桶15顶部设有进气阀，对接管5上安装有进液阀门16，对接管5内设有流速传感器；控制系统与各个电器元件电连接。
29.底板1的底部四个拐角处均设置有万向轮24，底板1的一侧固定连接有扶手3；通过扶手3和万向轮24的设置，方便人员随时移动装置至各个工作区域。
30.万向轮24的正上方设置有气缸20，且气缸20的输出轴固定连接有活塞杆21，并且活塞杆21的顶部与相邻的底板1的底部固定连接；具体的，通过气缸20的设置，增加了装置底部调节的功能。
31.电机8的两侧均固定连接有支架9，且支架9远离电机8的一端与相邻的顶盖7的顶部固定连接；具体的，通过支架9的设置，增加了电机8在运行过程中的稳定性。
32.电机8的输出轴与通过轴套贯穿顶盖7的螺纹杆17的一端传动连接，且螺纹杆17的另一端与相邻的调节外框6的内腔底部通过转轴转动连接；具体的，通过螺纹杆17和螺母套18的设置，改变了传统过程中，由人工进行升降调节的步骤，节省了人力。
33.气缸20的底部固定连接有圆块22，且圆块22的底部固定连接有阻尼杆2，并且阻尼杆2的外圈安装有弹簧23，阻尼杆2远离圆块22的一端与万向轮24的顶部固定连接，弹簧23的一端与圆块22的底部固定连接，且弹簧23的另一端与万向轮24的顶部固定连接；具体的，
通过设置气缸20和弹簧23，实现对装置再运输过程中，进行缓冲。
34.节外框6的一侧外壁固定连接有刻度尺13，连接块11的一侧固定连接有与刻度尺13相适配的指示箭头12；通过刻度尺13和指示箭头12的设置，进一步提高了人员调节容纳桶15移动高度时的精确度。
35.在使用时，通过人员控制电机8给予螺纹杆17旋转动力，使得螺母套18进行位移，通过限位杆19和滑槽10的设置，保证了螺母套18不会随着螺纹杆17一并旋转，带动了容纳桶15调节至向反应盒4内部的补液的流速等于预设流速的位置，然后开启进气阀和进液阀门16，随着液体高度逐渐下降，对接管5内的流速在逐渐减小，当对接管5内的流速传感器检测到的流速小于预设流速时，通过控制系统控制电机8启动并带动容纳桶15上移至流速传感器检测到的流速等于预设流速时停止，实现补压从而保证向反应盒4内部稳定的补液速度，通过结构上的设计，有效的精准控制补液过程中原料的流速，避免了因过慢或过快的流速影响生产效果的问题，提高了生产率，减少了瑕疵率。
36.实施例2
37.在实际补液过程中，常常需要科研人员对免疫细胞确定最适宜的补液速度，但由于上述装置仅仅只能对一个培养器材进行自动补加，为快速确定免疫细胞最适宜的补液速度，需要多台设备采用不同的加液速度对多个培养器材进行补液试验，以确定培养过程中最适宜的补液速度，这导致试验成本投入较大以及占地面积大；同时若采用上述装置长时间使用需要清洗，特别是对接管5内部清洗困难且每次清洗需要浪费大量清洁液，同时上述装置并不能够对容纳桶15内溶解搅拌容易导致长时间存放在容纳桶15内的溶液因使用时间的先后不同导致向反应盒4内补加的溶液物质成份不同，为解决上述技术问题，进行如下改进。
38.如图5-12所示，一种免疫细胞培养液自动补液装置，包括底板1和控制系统，底板1的顶部一侧固定连接有调节外框6，且调节外框6的上表面固定连接有顶盖7，并且顶盖7的顶部中心位置处安装有电机8，电机8的底部传动连接有贯穿顶盖7的螺纹杆17，且螺纹杆17的一端与调节外框6的内腔底部转动连接，并且调节外框6的一侧开设有贯穿调节外框6侧壁的滑槽10，螺纹杆17的外圈套设有螺母套18，且螺母套18的一侧固定连接有贯穿滑槽10的限位杆19，并且限位杆19远离螺母套18的一端通过连接块11固定连接有底座14，底座14的顶部可拆卸连接有容纳桶15，底板1的顶部另一侧连接有多个反应盒4，容纳桶15顶部设有进气阀，容纳桶15的一侧连通有多个“o”形软管27，“o”形软管27包括储存侧2701和培养液流通侧2702，所述储存侧2701和培养液流通侧2702长度相同，“o”形软管27外套设有外覆管25，储存侧2701和培养液流通侧2702顶部对接点通过贯穿外覆管25的第一软管26与容纳桶15底部连接，储存侧2701和培养液流通侧2702底部对接点通过贯穿外覆管25的对接管5与反应盒4活动连接，“o”形软管27储存侧2701内腔滑动密封设有多个铁磁性球体，外覆管25内腔设有多个一一与铁磁性球体相对应的运球组件；控制系统与各个电器元件电连接。
39.对接管5上安装有进液阀门16，外覆管25内侧壁设有“t”形凸起条2501，运球组件包括设置于“t”形凸起条2501的“t”形下表面与外覆管25内侧壁之间的滚轮28，滚轮28通过转轴连接有电动伸缩杆29，电动伸缩杆29另一端通过转轴转动连接有驱动轮30，电动伸缩杆29另一端还通过连接架连接有电磁铁，驱动轮30通过驱动电机驱动，运球组件与铁磁性球体一一对应；对接管5与反应盒4连接处设有流速传感器。
[0040]“o”形软管27的培养液流通侧2702一侧顶部设有调节管，调节管与“o”形软管27内腔连通，且贯穿外覆管25，调节管31内设有调节阀32；在补液过程中，当需要对补液的溶液内的成分进行调整补加某一物质成份时，可通过调节管31向内部补加某一物质成份。
[0041]
本发明需着重说明的是，储存侧2701底部第一个铁磁性球体位于对接管5与“o”形软管27连通点，使铁磁性球体对对接管5与“o”形软管27连通点进行密封，且此时该铁磁性球体对应的电磁铁处于通电状态，且该铁磁性球体对应的电动伸缩杆29处于收缩状态，在驱动电机未启动下，该铁磁性球体对应的运球组件不会移动；储存侧2701底部第二个铁磁性球体完全位于储存侧2701内，该铁磁性球体对应的电磁铁处于通电状态，且该铁磁性球体对应的电动伸缩杆29处于收缩状态，在驱动电机未启动下，该铁磁性球体对应的运球组件不会移动；储存侧2701顶部第一个铁磁性球体位于“o”形软管27与第一软管26连通点外且位于对接管5与“o”形软管27连通点顶部，该铁磁性球体对应的电磁铁处于通电状态，且该铁磁性球体对应的电动伸缩杆29处于收缩状态，在驱动电机未启动下，该铁磁性球体对应的运球组件不会移动；其余位于储存侧2701内的铁磁性球体对应的电动伸缩杆29处于伸长状态且对应的电磁铁处于断电状态。
[0042]
在人员使用时，首先将对接管5与需要补液的反应盒4对接，然后根据不同的需求，通过控制系统对每个对接管5设置培养液添加速度，然后控制装置启动，开启进气阀和进液阀门16，控制系统控制电机8反复正反转，电机8转动给予螺纹杆17旋转动力，使得螺母套18进行位移，通过限位杆19和滑槽10的设置，保证了螺母套18不会随着螺纹杆17一并旋转，带动了容纳桶15进行上下的位置进行调节从而对容纳桶15内的溶液实现摇晃，从而避免长时间静止，导致培养液内的微量成分沉积于底部，实现补入反应盒4内的培养液各种成份含量相同；然后通过控制系统控制每个“o”形软管27的储存侧2701内底部第一钢珠对应的驱动电机启动，并按照预设转速和预设时间工作，(即位于对接管5与“o”形软管27连通点的钢珠对应的驱动电机启动)，同时控制每个“o”形软管27的储存侧2701内底部第二个铁磁性球体对应的电磁铁断电，并控制每个“o”形软管27的储存侧2701内顶部的第一个铁磁性球体和底部第二个铁磁性球体对应的电动伸缩杆29伸长，上述预设转速为使向反应盒4内添加培养液的预设流速的电机转速，上述预设时间为使驱动电机按照预设转速从对接管5与“o”形软管27连通点运动至完全位于不遮挡对接管5与“o”形软管27连通点的流通截面，由于驱动电机启动并带动驱动轮30转动，驱动轮30转动并带动电磁铁沿“t”形凸起条2501运动，电磁铁在磁吸力作用下带动储存区底部第一个铁磁性球体沿着“t”形凸起条2501运动，使储存区2701底部第一个铁磁性球体推动“o”形软管27一侧内的所有铁磁性球体向上偏移一个铁磁性球体距离，一方面使储存区2701底部第一个铁磁性球体对对接管5与“o”形软管27连通点进行密封解除，另一方面在储存区2701底部第一个铁磁性球体铁磁性球体推力作用下，使储存区2701顶部第一个铁磁性球体穿过第一软管26与“o”形软管27连通口移至“o”形软管27的培养液流通侧2702内，在磁吸力作用下，储存区2701顶部第一个铁磁性球体带动对应的运球组件与顶部铁磁性球体同步移动至培养液流通侧2702内，然后控制此时处于储存区2701顶部第一个铁磁性球体对应的电动伸缩杆29收缩和对应的电磁铁通电，同时控制培养液流通侧2702一侧顶部第一个铁磁性球体对应的电动伸缩杆29收缩和对应的驱动电机按照预设转速转动，此时培养液流通侧2702一侧顶部第一个铁磁性球体对应的驱动电机驱动并带动驱动轮30转动，驱动轮30转动并带动电磁铁沿“t”形凸起条2501运动，电磁铁在磁
吸力作用下带动铁磁性球体沿着“t”形凸起条2501运动，铁磁性球体推动培养液流通侧2702内的培养液流动并达到预设流速，从而实现一个供液箱能够对多个反应盒4进行多种流速的供液。
[0043]
在培养液流通侧2702内顶部第一个铁磁性球体对应的运球组件带动铁磁性球体沿着“t”形凸起条2501运动至对接管5与“o”形软管27连通点的过程中，由于容纳桶15在上下往复运动，从而导致容纳桶15与反应盒4连通的管路发生摆动，导致向反应盒4添加的培养液流动速度发生变化，通过控制系统根据流速传感器检测到的流速，从而控制驱动电机转速进行适应性变化，例如，当流速传感器检测到的流速大于预设流速时，控制系统通过降低培养液流通侧2702内铁磁性球体对应的驱动电机转速，从而减小流速，使流速传感器检测到的流速保持在预设流速；当流速传感器检测到的流速小于预设流速时，控制系统通过提高驱动电机转速，从而提高流速，使流速传感器检测到的流速保持在预设流速；从而解决了因容纳桶15在上下往复运动，导致向反应盒4添加的培养液流动速度发生变化的情况发生；在培养液流通侧2702一侧顶部的运球组件带动铁磁性球体沿着“t”形凸起条2501运动至对接管5与“o”形软管27连通点后，重复上述操作，使装置对反应盒4持续保持稳定的补液流速。
[0044]
当需要对装置进行清洗时，通过控制系统控制位于储存区2701底端第一个铁磁性球体对应的电磁铁磁吸力增大和电动伸缩杆29的收缩，使驱动轮30与对接管5与“o”形软管27连通点对应的“t”形凸起条2501处保持最大挤压力，进而使储存区2701底端第一个运球组件和铁磁性球体固定于对接管5与“o”形软管27连通点对应的“t”形凸起条2501处；然后通过控制储存区2701顶端第一个铁磁性球体对应的电磁铁磁吸力增大和电动伸缩杆29的收缩，使驱动轮30与“t”形凸起条2501具有大的挤压力和对铁磁性球体具有大的磁吸力，然后控制储存区2701顶端第一个铁磁性球体对应的的驱动电机转动，使储存区2701顶端第一个铁磁性球体对应的运球组件带动铁磁性球体铁磁性球体穿过对接管5与“o”形软管27连通点后向培养液流通侧2702下端移动，从而使储存区2701底端第一个铁磁性球体与此时位于培养液流通侧2702顶端第一个铁磁性球体之间的液体增压，然后控制储存区2701底端第一个铁磁性球体的驱动电机转动并带动铁磁性球体向储存区2701底部第二个铁磁性球体方向移动，实现对对接管5与“o”形软管27连通点进行密封解除，从而使增压的高压液流作用下对补液管路进行冲洗。
[0045]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。