恒温恒湿细胞培养箱

技术领域

本发明涉及细胞培育技术领域，具体为一种恒温恒湿细胞培养箱。

背景技术

在细胞的培养技术中，需要模拟细胞的生存，要求做到温度恒定，湿度恒定，CO2浓度恒定，以此保证细胞的存活率。在生物学及医学研究中，细胞培养箱是进行离体细胞培养常用的工具，用于研究细胞的生物学性质及分子生物学机理。在生物体中，有部分细胞具有光敏感性，即不同波长不同照度的光会诱导、影响细胞的生理或病生理行为。在培养过程中需要在规定的时间内补入和更换原代细胞培养基，这样才能完成细胞培养，现有的方式是将装有细胞的器皿取出人工更换原代细胞培养基，当我们需要打开箱门对箱体内部的器皿取拿的过程中，开门后箱体内部的温度、湿度、CO2浓度以及光照情况均发生了改变，进而影响了细胞的存活率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恒温恒湿细胞培养箱，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种恒温恒湿细胞培养箱。所述培养箱包括箱体，箱门，腔室，水暖机构，增湿盘，支撑杆，湿度保持机构，CO2发生器，一号排气管以及CO2浓度保持机构，所述箱体一侧活动连接箱门，所述箱体内部设有体积相等的三个腔室，所述箱体侧壁内设有水暖机构，各个所述腔室均设有增湿盘，各个所述腔室中部均固定连接支撑杆一端，所述支撑杆另一端均固定连接增湿盘，所述增湿盘为一面为开口的立方体，所述箱体内部设有湿度保持机构，所述箱体内部设有CO2发生器，所述一号排气管一端固定连接CO2发生器，所述一号排气管远离CO2发生器一端置于箱体上端，所述箱体内部设有CO2浓度保持机构，所述箱门为透明材料制成，所述箱门上涂有遮光材料。

箱体内部设有三个体积相等的腔室，可以根据需要同时对三种不同时期的细胞进行培育，箱体内部设有水暖机构可以对三个腔室同时进行保温，增湿盘为一面开口的立方体，增湿盘中设有纯净水，通过水分的蒸发来达到保持箱体内湿度的目的，CO2发生器通过一号排气管向箱体内发射CO2来保持腔室内的CO2浓度，箱门为透明材料，同时在箱门上涂有遮光材料来达到箱体内细胞的光照条件。当需要打开箱门来对箱体内部进行操作时，湿度保持机构可以自动保持箱体内部的湿度，CO2浓度保持机构用来保持箱体内的CO2浓度以保证箱内的细胞不受影响。

进一步的，所述水暖机构包括电源，导线，电阻丝，一号水管以及恒温机构，所述一号水管嵌入箱体内壁，所述一号水管上设有电阻丝，所述电阻丝两端用导线电连接所述电源，所述电阻丝上设有恒温机构。

电池，电阻丝以及导线形成闭合回路，电阻丝缠绕在一号水管上，故而流过缠绕有电阻丝的一号水管中的水会被加热，加热的水会在一号水管中流动，进而热水将箱体内部加热。通过水温加热箱体内部，当培养箱出现断电等意外情况发生，水的散热速度比较慢，故而可以最大可能的保护培养箱内的细胞存活率，当需要打开箱门进行操作时，恒温机构可以使得箱体内部温度升高，进而保证细胞的培育条件不受变化。

进一步的，所述恒温机构包括电机，一号转轴，旋转机构，一号连杆，一号油室，一号弹簧，一号油管，二号油室，二号连杆，二号弹簧以及滑动变阻器，所述一号油室嵌入在箱体内壁内部，所述一号连杆一端在一号油室内部与一号油室内部滑动连接，所述一号连杆在一号油室内的一端固定连接一号弹簧一端，所述一号弹簧远离一号连杆一端固定连接一号油室底部，所述一号连杆远离一号油室一端固定连接箱门，所述一号油管一端连通一号油室底部，所述一号油管远离一号油室一端连通二号油室，所述二号油室内部设有二号连杆，所述二号连杆在二号油室内部与二号油室内壁滑动接触，所述二号连杆在二号油室内的一端固定连接二号弹簧，所述二号弹簧另一端固定连接二号油室底部，所述二号连杆远离二号油室一端固定连接滑动变阻器，所述滑动变阻器串联在电阻丝所在电路中，所述电机输出轴固定连接一号转轴，所述一号转轴远离电机一端穿过一号水管侧壁，所述一号转轴在一号水管内部固定连接旋转机构。

当打开箱门时，一号连杆在箱门的带动下一号连杆在一号油室内滑动，进而二号油室内的液压油通过一号油管进入一号油室，进而二号连杆向二号油室方向移动，二号连杆一端固定连接滑动变阻器，进而滑动变阻器接入电路的电阻变小，故而电阻丝内的电流增大，电阻丝功率增大，一号水管内的水温度升高，同时电机带动一号转轴转动，一号转轴带动旋转机构在一号水管里转动，一号水管内的水在旋转机构的带动下快速流动，进而使得加热的水快速流动至一号水管的各个地方，进而可以使得箱体内部的温度升高，即当箱门打开时，培养箱内部的细胞生存温度不受变化，使得细胞存活条件稳定，提高生存率。

进一步的，所述旋转机构包括三号油室，二号油管，上旋转片，下旋转片以及三号弹簧，所述三号油室为圆环状，所述三号油室固定连接一号转轴，所述三号油室与二号油室之间设有二号油管连通，所述三号油室上固定连接下旋转片，所述下旋转片上远离三号油室一端设有凹槽，所述上旋转片一端在凹槽内与下旋转片内壁滑动接触，所述上旋转片在凹槽内一端固定连接三号弹簧，所述三号弹簧另一端固定连接下旋转片。

当箱门打开后，二号油室内二号弹簧被压缩，在二号连杆的作用下，液压油通过二号油管进入三号油室，下旋转片与三号油室连通，进而液压油进入下旋转片挤压上旋转片，故而上旋转片受到推力向远离三号油室的方向移动，进而旋转机构的叶片面积增大，在一号水管内与水的接触面积增大，故而旋转机构在电机的带动下转动能带动更多的水流动，被加热的水在一号水管内流速增大，故而被加热的水能更快的流动到一号水管各处，故而当箱门打开时，培养箱内部的细胞生存温度不受变化，使得细胞存活条件稳定，提高生存率。

进一步的，所述湿度保持机构包括水箱，一号滑块，四号弹簧，三号油管以及二号水管，所述水箱固定在箱体内壁上，所述水箱内部设有一号滑块，所述一号滑块一端固定连接四号弹簧，所述四号弹簧另一端固定连接水箱内壁上端，所述水箱上端固定连接三号油管，所述三号油管远离水箱一端固定连接一号油室，所述水箱下端固定连接二号水管，所述二号水管远离水箱一端固定连接增湿盘侧面。

当箱门打开时，三号油室内的液压油的量增加，故而一部分液压油通过三号油管进入水箱上端，在水箱内挤压一号滑块，一号滑块下移将水箱内的水通过二号水管进入增湿盘，增湿盘内的水含量增加，由于增湿盘是一面开口的立方体，故而增湿盘的上表面积不变，增湿盘内的水的厚度增大，故而当舱门打开后，舱门外的光通过增湿盘进入培养皿，此时增湿盘内的水的高度增加，故而光的折射量被改变，进而进入培养皿的光有效被遮挡，控制增湿盘的高度与面积即可保持细胞光照条件始终不变，使得细胞生长环境不会因为开箱门而发生改变，进而使得细胞的生存条件稳定，提高了细胞的存活率，且当增湿盘内的水增加时，增加的水会带动增湿盘内的水产生波动，增加了与空气的接触面积，故而在一定程度上增加了箱体内部的湿度。

进一步的，所述CO2浓度保持机构包括二号排气管以及阀门机构，所述二号排气管一端固定连接CO2发生器，所述二号排气管远离CO2发生器一端位于增湿盘上方，所述二号排气管上设有阀门机构。

阀门机构控制二号排气管的排气量，故而当箱门打开时，阀门机构自动控制开口大小，阀门机构会增加二号排气管的内径，故而增加CO2的排放量，使得细胞所处环境的CO2浓度保持一致，进而使得细胞的生存条件稳定，提高了细胞的存活率。由于二号排气管远离CO2发生器一端位于增湿盘上方，故而当阀门机构增加了CO2排放量的时候，同时也增加了增湿盘上方的空气流速，增加了增湿盘内水分的蒸发速度，增加了腔室内的湿度。

进一步的，所述阀门机构包括阀体，四号油室，四号油管，三号连杆，齿条，齿轮，阀杆，限位杆，一号套筒以及挡板，所述四号油室侧面固定连接阀体外壁，所述三号连杆一端在四号油室内与四号油室内部滑动接触，所述三号连杆远离四号油室一端固定连接齿条，所述阀体上端设有一号孔，所述阀杆从一号孔内伸入阀体内部，所述阀杆在阀体内的一端设有螺纹，所述一号套筒上设有凹槽，所述凹槽内部设有内螺纹，所述阀杆在阀体内部的一端伸入凹槽与一号套筒螺纹连接，所述一号套筒底部设有挡板，所述一号套筒侧壁上设有限位杆，所述阀杆远离阀体一端上套设有齿轮，所述齿条与齿轮啮合，所述四号油管一端固定连接四号油室，所述四号油管远离四号油室一端固定连接一号油室。

当箱门打开后，一号油室内的一侧的液压油体积减少，同时另一侧的液压油体积增加，故而一号油室内远离一号油管的液压油从四号油管进入四号油室，四号油室内的液压油体积增加，推动三号连杆在四号油室内滑动，三号连杆推动齿条移动，齿条与齿轮啮合，故而齿轮发生转动，进而齿轮会带动阀杆发生转动，阀杆远离齿轮一端固定螺纹连接一号套筒，故而一号套筒向靠近齿轮的方向移动，故而带动挡板向靠近齿轮的方向靠近，此时二号排气管内的CO2从阀体与挡板之间的缝隙排出至腔室内，当箱门打开的角度越大，挡板与阀体之间的缝隙越大，进而可以补充腔室内的CO2浓度，使得腔室内的CO2浓度不随着箱门的打开而发生改变，保证了细胞的生长环境稳定，提高其存活率。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在箱体侧壁内设置有水暖机构来保证箱体内部的温度恒定，同时在水暖机构中设有恒温机构，当箱门被打开时，箱体内部的温度不受影响；在箱体内部设有增湿盘来保证箱体内部的湿度恒定，在增湿盘一侧设有湿度保持机构，可以在箱门打开时，保证箱体内部的湿度恒定，在改变湿度的同时，也改变了箱体内部细胞的光照环境，避免了因为打开箱门后自然光对细胞造成伤害；箱体内设有CO2发生器，可以满足箱体内部细胞生存的CO2供给，在增湿盘上方设有CO2浓度保持机构保持箱体内部的CO2浓度保持不变，CO2浓度保持机构在工作的同时对箱体内部的湿度呈促进作用。本发明科学合理，结构简单，经济实惠。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体机构立体结构示意图；

图2是本发明的箱体主视结构示意图；

图3是本发明的一号油室在箱体内部位置结构示意图；

图4是本发明的水暖机构结构示意图；

图5是本发明的湿度保持机构结构示意图；

图6是本发明的旋转机构结构示意图；

图7是本发明的阀门机构结构示意图；

图中：1-箱体；2-箱门；3-腔室；4-水暖机构；41-电源；42-导线；43-电阻丝；44-一号水管；451-电机；452-一号转轴；453-旋转机构；454-一号连杆；455-一号油室；456-一号弹簧；457-一号油管；458-二号油室；459-二号连杆；460-二号弹簧；461-滑动变阻器；462-三号油室；463-二号油管；464-上旋转片；465-下旋转片；466-三号弹簧；5-增湿盘；6-支撑杆；7-湿度保持机构；71-水箱；72-一号滑块；73-四号弹簧；74-三号油管；75-二号水管；8-CO2发生器；9-一号排气管；101-二号排气管；102-阀门机构；103-阀体；104-四号油室；105-四号油管；106-三号连杆；107-齿条；108-齿轮；109-阀杆；110-限位杆；111-一号套筒；112-挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图7，本发明提供技术方案：一种恒温恒湿细胞培养箱。所述培养箱包括箱体1，箱门2，腔室3，水暖机构4，增湿盘5，支撑杆6，湿度保持机构7，CO2发生器8，一号排气管9以及CO2浓度保持机构，所述箱体1一侧活动连接箱门2，所述箱体1内部设有体积相等的三个腔室3，所述箱体1侧壁内设有水暖机构4，各个所述腔室3均设有增湿盘5，各个所述腔室3中部均固定连接支撑杆6一端，所述支撑杆6另一端均固定连接增湿盘5，所述增湿盘5为一面为开口的立方体，所述箱体1内部设有湿度保持机构7，所述箱体1内部设有CO2发生器8，所述一号排气管9一端固定连接CO2发生器8，所述一号排气管9远离CO2发生器8一端置于箱体1上端，所述箱体1内部设有CO2浓度保持机构，所述箱门2为透明材料制成，所述箱门2上涂有遮光材料。箱体1内部设有三个体积相等的腔室3，可以根据需要同时对三种细胞进行培育，箱体1内部设有水暖机构4可以对三个腔室3同时进行保温，增湿盘5为一面开口的立方体，增湿盘5中设有纯净水，通过水分的蒸发来达到保持箱体1内湿度的目的，CO2发生器8通过一号排气管9向箱体1内发射CO2来保持腔室3内的CO2浓度，箱门2为透明材料，同时在箱门2上涂有遮光材料来达到箱体1内细胞的光照条件。当需要打开箱门2来对箱体1内部进行操作时，湿度保持机构7可以自动保持箱体1内部的湿度，CO2浓度保持机构用来保持箱体1内的CO2浓度以保证箱内的细胞不受影响。

水暖机构4包括电源41，导线42，电阻丝43，一号水管44以及恒温机构，所述一号水管44嵌入箱体1内壁，所述一号水管44上设有电阻丝43，所述电阻丝43两端用导线42电连接所述电源41，所述电阻丝43上设有恒温机构。电池和电阻丝43以及导线42形成闭合回路，电阻丝43缠绕在一号水管44上，故而流过缠绕有电阻丝43的一号水管44中的水会被加热，加热的水会在一号水管44中流动，进而热水将箱体1内部加热。通过水温加热箱体1内部，当培养箱出现断电等意外情况发生，水的散热速度比较慢，故而可以最大可能的保护培养箱内的细胞存活率，当需要打开箱门2进行操作时，恒温机构可以使得箱体1内部温度升高，进而保证细胞的培育条件不受变化。

恒温机构包括电机451，一号转轴452，旋转机构453，一号连杆454，一号油室455，一号弹簧456，一号油管457，二号油室458，二号连杆459，二号弹簧460以及滑动变阻器461，所述一号油室455嵌入在箱体1内壁内部，所述一号连杆454一端在一号油室455内部与一号油室455内部滑动连接，所述一号连杆454在一号油室455内的一端固定连接一号弹簧456一端，所述一号弹簧456远离一号连杆454一端固定连接一号油室455底部，所述一号连杆454远离一号油室455一端固定连接箱门2，所述一号油管457一端连通一号油室455底部，所述一号油管457远离一号油室455一端连通二号油室458，所述二号油室458内部设有二号连杆459，所述二号连杆459在二号油室458内部与二号油室458内壁滑动接触，所述二号连杆459在二号油室458内的一端固定连接二号弹簧460，所述二号弹簧460另一端固定连接二号油室458底部，所述二号连杆459远离二号油室458一端固定连接滑动变阻器461，所述滑动变阻器461串联在电阻丝43所在电路中，所述电机451输出轴固定连接一号转轴452，所述一号转轴452远离电机451一端穿过一号水管44侧壁，所述一号转轴452在一号水管44内部固定连接旋转机构453。当打开箱门2时，一号连杆454在箱门2的带动下一号连杆454在一号油室455内滑动，进而二号油室458内的液压油通过一号油管457进入一号油室455，进而二号连杆459向二号油室458方向移动，二号连杆459一端固定连接滑动变阻器461，进而滑动变阻器461接入电路的电阻变小，故而电阻丝43内的电流增大，电阻丝43功率增大，一号水管44内的水温度升高，同时电机451带动一号转轴452转动，一号转轴452带动旋转机构453在一号水管44里转动，一号水管44内的水在旋转机构453的带动下快速流动，进而使得加热的水快速流动至一号水管44的各个地方，进而可以使得箱体1内部的温度升高，即当箱门2打开时，培养箱内部的细胞生存温度不受变化，使得细胞存活条件稳定，提高生存率。

旋转机构453包括三号油室462，二号油管463，上旋转片464，下旋转片465以及三号弹簧466，所述三号油室462为圆环状，所述三号油室462固定连接一号转轴452，所述三号油室462与二号油室458之间设有二号油管463连通，所述三号油室462上固定连接下旋转片465，所述下旋转片465上远离三号油室462一端设有凹槽，所述上旋转片464一端在凹槽内与下旋转片465内壁滑动接触，所述上旋转片464在凹槽内一端固定连接三号弹簧466，所述三号弹簧466另一端固定连接下旋转片465。当箱门2打开后，二号油室458内二号弹簧460被压缩，在二号连杆459的作用下，液压油通过二号油管463进入三号油室462，下旋转片465与三号油室462连通，进而液压油进入下旋转片465挤压上旋转片464，故而上旋转片464受到推力向远离三号油室462的方向移动，进而旋转机构453的叶片面积增大，在一号水管44内与水的接触面积增大，故而旋转机构453在电机451的带动下转动能带动更多的水流动，被加热的水在一号水管44内流速增大，故而被加热的水能更快的流动到一号水管44各处，故而当箱门2打开时，培养箱内部的细胞生存温度不受变化，使得细胞存活条件稳定，提高细胞存活率。

湿度保持机构7包括水箱71，一号滑块72，四号弹簧73，三号油管74以及二号水管75，所述水箱71固定在箱体1内壁上，所述水箱71内部设有一号滑块72，所述一号滑块72一端固定连接四号弹簧73，所述四号弹簧73另一端固定连接水箱71内壁上端，所述水箱71上端固定连接三号油管74，所述三号油管74远离水箱71一端固定连接一号油室455，所述水箱71下端固定连接二号水管75，所述二号水管75远离水箱71一端固定连接增湿盘5侧面。当箱门2打开时，三号油室462内的液压油的量增加，故而一部分液压油通过三号油管74进入水箱71上端，在水箱71内挤压一号滑块72，一号滑块72下移将水箱71内的水通过二号水管75进入增湿盘5，增湿盘5内的水含量增加，由于增湿盘5是一面开口的立方体，故而增湿盘5的上表面积不变，增湿盘5内的水的厚度增大，故而当舱门打开后，舱门外的光通过增湿盘5进入培养皿，此时增湿盘5内的水的高度增加，故而光的折射量被改变，进而进入培养皿的光有效被遮挡，控制增湿盘5的高度与面积即可保持细胞光照条件始终不变，使得细胞生长环境不会因为开箱门2而发生改变，进而使得细胞的生存条件稳定，提高了细胞的存活率，且当增湿盘5内的水增加时，增加的水会带动增湿盘5内的水产生波动，增加了与空气的接触面积，故而在一定层度上增加了箱体1内部的湿度。

CO2浓度保持机构包括二号排气管101以及阀门机构102，所述二号排气管101一端固定连接CO2发生器8，所述二号排气管101远离CO2发生器8一端位于增湿盘5上方，所述二号排气管101上设有阀门机构102。阀门机构102控制二号排气管101的排气量，故而当箱门2打开时，阀门机构102自动控制开口大小，阀门机构102会增加二号排气管101的内径，故而增加CO2的排放量，使得细胞所处环境的CO2浓度保持一致，进而使得细胞的生存条件稳定，提高了细胞的存活率。由于二号排气管101远离CO2发生器8一端位于增湿盘5上方，故而当阀门机构102增加了CO2排放量的时候，同时也增加了增湿盘5上方的空气流速，增加了增湿盘5内水分的蒸发速度，增加了腔室3内的湿度。

阀门机构102包括阀体103，四号油室104，四号油管105，三号连杆106，齿条107，齿轮108，阀杆109，限位杆110，一号套筒111以及挡板112，所述四号油室104侧面固定连接阀体103外壁，所述三号连杆106一端在四号油室104内与四号油室104内部滑动接触，所述三号连杆106远离四号油室104一端固定连接齿条107，所述阀体103上端设有一号孔，所述阀杆109从一号孔内伸入阀体103内部，所述阀杆109在阀体103内的一端设有螺纹，所述一号套筒111上设有凹槽，所述凹槽内部设有内螺纹，所述阀杆109在阀体103内部的一端伸入凹槽与一号套筒111螺纹连接，所述一号套筒111底部设有挡板112，所述一号套筒111侧壁上设有限位杆110，所述阀杆109远离阀体103一端上套设有齿轮108，所述齿条107与齿轮108啮合，所述四号油管105一端固定连接四号油室104，所述四号油管105远离四号油室104一端固定连接一号油室455。当箱门2打开后，一号油室455内的一侧的液压油体积减少，同时另一侧的液压油体积增加，故而一号油室455内远离一号油管457的液压油从四号油管105进入四号油室104，四号油室104内的液压油体积增加，推动三号连杆106在四号油室104内滑动，三号连杆106推动齿条107移动，齿条107与齿轮108啮合，故而齿轮108发生转动，进而齿轮108会带动阀杆109发生转动，阀杆109远离齿轮108一端固定螺纹连接一号套筒111，故而一号套筒111向靠近齿轮108的方向移动，故而带动挡板112向靠近齿轮108的方向靠近，此时二号排气管101内的CO2从阀体103与挡板112之间的缝隙排出至腔室3内，当箱门2打开的角度越大，挡板112与阀体103之间的缝隙越大，进而可以补充腔室3内的CO2浓度，使得腔室3内的CO2浓度不随着箱门2的打开而发生改变，保证了细胞的生长环境稳定，提高其存活率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。