用于细胞培养的供气系统

技术领域

本发明涉及细胞培养领域，特别涉及一种用于细胞培养的供气系统。

背景技术

细胞培养混合气体是细胞体外培养生存必需条件之一，混合气体主要成分为氧气、二氧化碳和氮气。氧气能够支持细胞呼吸，产生供给细胞生长所需的能量和合成细胞生长所需用的各种成分。二氧化碳既是细胞代谢产物，也是细胞生长繁殖所需成分,它在细胞培养中的主要作用在于调节和维持培养液的pH值，大多数细胞的适宜pH为7.2-7.4，偏离这一范围对细胞培养将产生有害的影响。以胚胎细胞体外培养为例，为保证胚胎最佳发育状态，主流的混合气配比为5％CO

目前细胞培养箱的供气方式有两种，一种将CO

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于细胞培养的供气系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于细胞培养的供气系统，包括：气源模块、气体混合模块和培养室供气模块；

所述气体混合模块将所述气源模块提供的多种气体均匀混合后输送至所述培养室供气模块，所述气体混合模块包括质量流量控制器、混合腔、浓度传感器和中央控制器，每种气体分别通过一个独立的质量流量控制器控制进气量后输送至所述混合腔中进行混合，所述中央控制器根据所述混合腔内的浓度传感器的监测值与预先设定的目标值的差值计算每种气体的需求量，并对所述质量流量控制器进行控制，以调节每种气体的进气量；

所述培养室供气模块包括与多个培养室一一对应的多个供气单元，每个供气单元均包括与对应的所述培养室的进气端连接的供气泵和与对应的所述培养室的出气端连接的单向阀，所述供气泵与所述混合腔的供气口连接，所述单向阀与所述混合腔的回气口连接；所述混合腔中的混合气体由所述供气口排出后在所述供气泵的作用下进入所述培养室，混合气体流经所述培养室后再依次进过所述单向阀、回气口返回至所述混合腔中，形成循环气路。

优选的是，所述气源模块用于提供多种气体，其包括多个压缩气源单元，所述压缩气源单元包括压缩气瓶、与所述压缩气瓶的出气口连接的减压阀以及与所述减压阀连接的过滤器，所述压缩气瓶中的气体经过所述减压阀减压、过滤器过滤后输入到所述混合腔内。

优选的是，所述气源模块还包括空气气源单元，所述空气气源单元包括进气泵以及与进气泵连接的过滤器，空气在所述进气泵的作用下经过所述过滤器过滤后输入到所述混合腔内。

优选的是，所述混合腔通过泄压阀与大气连通，所述泄压阀为单向阀，当所述混合腔内的压力高于大气压时，所述混合腔内的气体会通过所述泄压阀排至大气。

优选的是，所述混合腔内通过若干间隔交错设置的隔板形成多个子腔，多个子腔依次首尾相连形成蛇形混合气道。

优选的是，处于所述混合腔的进气侧的第一个子腔的侧壁上设置有若干进气口。

优选的是，处于所述混合腔的进气侧的最后一个子腔的侧壁上设置有泄压口，所述泄压阀设置在所述泄压口上。

优选的是，所述回气口与所述第一个子腔连通，所述供气口与所述最后一个子腔连通，所述浓度传感器设置在所述最后一个子腔内。

优选的是，所述浓度传感器包括CO

本发明的有益效果是：

本发明的用于细胞培养的供气系统能实现三种气体在线动态混合和浓度快速调节，且气体浓度控制稳定性高；本发明通过将培养室排出的气体回流循环使用，能降低供气系统的耗气量低；本发明能支持多个培养室同时相互独立供气，在进行其中部分培养室操作时不会影响系统气路和其他培养室的正常工作。

附图说明

图1为本发明的用于细胞培养的供气系统的结构示意图；

图2为本发明的混合腔的结构示意图。

附图标记说明：

1—气源模块；10—压缩气源单元；11—压缩气瓶；12—减压阀；13—过滤器；14—空气气源单元；15—进气泵；16—过滤器；

2—气体混合模块；20—质量流量控制器；21—混合腔；22—浓度传感器；23—中央控制器；24—泄压阀；210—隔板；211—第一个子腔；212—最后一个子腔；213—进气口；214—泄压口；215—供气口；216—回气口；

3—培养室供气模块；30—供气单元；31—供气泵；32—单向阀；33—培养室。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-2所示，本实施例的一种用于细胞培养的供气系统，包括：气源模块1、气体混合模块2和培养室供气模块3；

气体混合模块2将气源模块1提供的多种气体均匀混合后输送至培养室供气模块3，气体混合模块2包括质量流量控制器20、混合腔21、浓度传感器22和中央控制器23，每种气体分别通过一个独立的质量流量控制器20控制进气量后输送至混合腔21中进行混合，中央控制器23根据混合腔21内的浓度传感器22的监测值与预先设定的目标值的差值计算每种气体的需求量，并对质量流量控制器20进行控制，以调节每种气体的进气量；

培养室供气模块3包括与多个培养室33一一对应的多个供气单元30，每个供气单元30均包括与对应的培养室33的进气端连接的供气泵31和与对应的培养室33的出气端连接的单向阀32，供气泵31与混合腔21的供气口215连接，单向阀32与混合腔21的回气口216连接；混合腔21中的混合气体由供气口215排出后在供气泵31的作用下进入培养室33，混合气体流经培养室33后再依次进过单向阀32、回气口216返回至混合腔21中，形成循环气路。

气源模块1用于提供多种气体，其包括多个压缩气源单元10，压缩气源单元10包括压缩气瓶11、与压缩气瓶11的出气口连接的减压阀12以及与减压阀12连接的过滤器13，压缩气瓶11中的气体经过减压阀12减压、过滤器13过滤后输入到混合腔21内。

气源模块1根据要求混合气的浓度需求，气源类型有所差异，当需要低氧(O

本实施例中，压缩气源单元10包括2个，分别用于提供纯CO

纯CO

在一种优选的实施例中，混合腔21通过泄压阀24与大气连通，泄压阀24为单向阀，当混合腔21内的压力高于大气压时，混合腔21内的气体会通过泄压阀24排至大气。通过泄压阀24的设置，在混合气浓度动态调节时，能及时将多余气体排出，有利于浓度配比的快速实现，另外还能使整个培养气路的内部压力保持在与大气压相等的水平，与浓度传感器22的使用压力匹配，使监测更加准确，同时也不会对细胞造成高压环境而影响细胞发育。

在一种优选的实施例中，混合腔21为封闭的腔体，预留多个必要的通气口，混合腔21内通过若干间隔交错设置的隔板210形成多个子腔，多个子腔依次首尾相连形成蛇形混合气道，可以促进混合气在腔内的充分混合。其中，处于混合腔21的进气侧的第一个子腔211的侧壁上设置有三个进气口213，供纯CO

进一步的，其中，回气口216与第一个子腔211连通，培养室33返回的气体通过回气口216进入混合腔21，与新补充气相遇，并经过蛇形混合气道充分混合，从而实现气路循环和混合气的充分利用，降低气体损耗量。

其中，供气口215与最后一个子腔212连通，浓度传感器22设置在最后一个子腔212内，以对混合后的气体的浓度进行监测，若浓度有偏差，中央控制器23会根据偏差量，补充不同种类的气体至混合腔21内。

培养室供气模块3包括多个培养室33，每个培养室33前端接供气泵31，后端接单向阀32，供气泵31与混合腔21供气口215相通，单向阀32与混合腔21的回气口216相通。从混合腔21输出的混合气在供气泵31的作用下，进入至各自培养室33内，通过单向阀32后返回至混合腔21内，形成封闭循环的气路系统。供气泵31优选容积泵，如隔膜泵，在不工作时可以截断气路，单向阀32允许培养室33气体通往混合腔21，而反之不行。在用户打开某个培养室33时，通过开盖传感器检测到开盖信号后关闭供气泵31，阻断培养室33前端气路，由于系统气路的压力略高于大气压，在单向阀32作用下，防止内部气体排至大气中，可以阻断培养室33后部气路，从而实现在进行某个培养室操作时不影响系统气路和其他培养室的正常工作。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。