一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，包括一個(gè)攪勻混合器,其上有三個(gè)精確氣流控制閥連接壓縮空氣瓶、二氧化碳?xì)馄亢吞囟ň鈿馄?，外表面均安裝有控溫套，特定均衡氣瓶?jī)啥税惭b有真空截止閥和均衡截止閥，均衡截止閥后邊有電控三通閥一端連接真空泵，另一端通過總氣源截止閥連接到特定氣體總氣源，特定均衡氣瓶一端有擺動(dòng)軸通過搖桿連接到偏心輪上，攪勻混合器輸出管路通過一個(gè)暴露氣流控制閥連接到暴露氣倉(cāng)內(nèi)的暴露氣口向細(xì)胞膜板上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)控制器按照預(yù)編程序控制所有的電子閥門、電機(jī)以及總溫控器實(shí)現(xiàn)細(xì)胞暴露中特定氣體精確控制的目的。本發(fā)明的有益效果是能夠精確控制特定氣體進(jìn)行細(xì)胞暴露的科學(xué)研究和科研實(shí)驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在醫(yī)學(xué)、環(huán)境學(xué)、軍事科學(xué)、毒理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域中，研究一些人工合成的特定氣體對(duì)于人類的影響已經(jīng)深入到分子學(xué)領(lǐng)域，為了進(jìn)行這方面的研究經(jīng)常會(huì)將專門培養(yǎng)的細(xì)胞或者微生物提前接種在專門的細(xì)胞膜板上作為受試實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在細(xì)胞膜板上面施予不同劑量和濃度的特定氣體對(duì)于細(xì)胞或者微生物進(jìn)行暴露實(shí)驗(yàn)，由于此類細(xì)胞或者微生物的實(shí)驗(yàn)要求精確的施予特定氣體的流量、劑量和濃度并且要求含有一定比例的二氧化碳和空氣，由于目前沒有專門的精確控制設(shè)備和方法來(lái)滿足上述要求，簡(jiǎn)單人工操作不精確、各種氣體配比不均勻、還受環(huán)境溫度的影響等等苛刻試驗(yàn)條件給操作帶來(lái)極大難度，這些問題的困擾使得細(xì)胞暴露特定氣體的科學(xué)研究和科研實(shí)驗(yàn)只得停留在理論推測(cè)或者僅靠手工粗略實(shí)驗(yàn)階段，無(wú)法進(jìn)一步完成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腟h實(shí)驗(yàn)和理論論證，嚴(yán)重制約細(xì)胞暴露特定氣體毒理學(xué)在該領(lǐng)域科學(xué)研究中的應(yīng)用和發(fā)展，所以開發(fā)一種能夠精確控制特定氣體的流量、劑量和濃度同時(shí)有具有安全防護(hù)和細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境保證的專用細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備成為當(dāng)前緊迫的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，為醫(yī)學(xué)、環(huán)境學(xué)、軍事科學(xué)、毒理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域提供一種能夠精確控制特定氣體的流量、劑量和濃度同時(shí)有具有安全防護(hù)和細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境保證的專用細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括一個(gè)安放在負(fù)壓隔離艙內(nèi)的由攪勻電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪勻風(fēng)扇的攪勻混合器，攪勻混合器上有三個(gè)輸入口通過管路分別連接到三個(gè)精確定量控制流量的壓縮空氣流控制閥、二氧化碳?xì)饬骺刂崎y和特定氣流控制閥，壓縮空氣流控制閥、二氧化碳?xì)饬骺刂崎y和特定氣流控制閥的另一端又分別各自通過軟管連接著壓縮空氣瓶、二氧化碳?xì)馄亢吞囟ň鈿馄?，這三個(gè)氣瓶輸出口上都有帶壓力表的減壓閥門，為保證在任何環(huán)境溫度條件下氣體體積流量的絕對(duì)準(zhǔn)確，這三個(gè)氣瓶和攪勻混合器的外表面均安裝有控溫套，在總溫控器的控制下所有氣體體積流量在溫度一致的前提下均保持一致，特定均衡氣瓶一端安裝有真空截止閥，另一端安裝有均衡截止閥，均衡截止閥后邊裝有電控三通閥，電控三通閥一端連接真空泵，另一端通過總氣源截止閥連接到特定氣體總氣源，特定均衡氣瓶一端安裝有可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐軸，另一端安裝有擺動(dòng)軸通過搖桿連接到偏心輪上，偏心輪上的輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿帶動(dòng)特定均衡氣瓶上下?lián)u擺將其內(nèi)部的特定氣體不停的混合，保證特定氣體輸出的均衡穩(wěn)定，攪勻混合器另一端有一個(gè)輸出管路連接到正壓無(wú)菌倉(cāng)內(nèi)后一分為二，其一端通過一個(gè)平衡氣流控制閥泄放掉多余的混合氣體防止壓力過高破壞氣體平衡，另一端通過一個(gè)暴露氣流控制閥連接到安裝在整個(gè)暴露模塊內(nèi)的暴露氣口向細(xì)胞膜板上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，暴露模塊內(nèi)的暴露氣倉(cāng)上邊有專門的排出口將實(shí)驗(yàn)廢氣向外輸出，計(jì)算機(jī)控制器通過傳輸線連接到所有的氣流控制閥、電控三通閥、真空截止閥、均衡截止閥、總氣源截止閥、攪勻電機(jī)、輪電機(jī)以及總溫控器按照預(yù)先編制好的程序?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞暴露中特定氣體精確控制的目的。[0005]本發(fā)明的有益效果是開發(fā)了一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，能夠在分子學(xué)領(lǐng)域用專門的精確控制方法和設(shè)備來(lái)精確的施予特定氣體的流量、劑量和濃度并且要求含有一定比例的二氧化碳和空氣的混合氣體，不被環(huán)境溫度干擾能過隨時(shí)混合均勻?qū)τ诩?xì)胞或者微生物進(jìn)行暴露實(shí)驗(yàn)，改變了過去簡(jiǎn)單人工操作不精確、各種氣體配比不均勻、還受環(huán)境溫的影響等等缺陷給操作帶來(lái)極大難題和困擾，使得細(xì)胞暴露特定氣體的科學(xué)研究和科研實(shí)驗(yàn)順利完成，促進(jìn)了細(xì)胞暴露特定氣體毒理學(xué)在該領(lǐng)域科學(xué)研究中的應(yīng)用和發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖為本發(fā)明設(shè)備一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中
1、計(jì)算機(jī)控制器2、壓縮空氣流控制閥3、攪勻電機(jī) 4、攪勻風(fēng)扇
5、平衡氣流控制閥6、暴露氣流控制閥 7、控溫隔離層8、排出口
9、暴露氣倉(cāng)10、暴露氣口 11、細(xì)胞膜板 12、氣液界面
13、細(xì)胞培養(yǎng)液14、溫育槽 15、正壓無(wú)菌倉(cāng) 16、負(fù)壓隔離倉(cāng)
17、控溫傳輸線18、支撐軸 19、偏心輪20、輪電機(jī)
21、搖桿 22、擺動(dòng)軸23、特定氣體總氣源24、總氣源截止閥
25、真空泵26、電控傳輸線 27、減壓閥28、壓縮空氣瓶
29、控溫套30、C02氣流控制閥 31、特定氣流控制閥 32、特定氣軟管
33、真空截止閥34、均衡截止閥 35、電控三通閥 36、C02氣瓶
37、特定均衡氣瓶38、總溫控器 39、暴露模塊40、攪勻混合器。
【具體實(shí)施方式】
[0007]結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。
[0008]如附圖所示，本發(fā)明提供一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，該裝置的負(fù)壓隔離倉(cāng)16是一個(gè)由絕緣隔熱材料制成的前邊開活動(dòng)窗口的密封隔離倉(cāng)，在負(fù)壓隔離倉(cāng)16壁上安裝有控溫隔離層7，依照外形制作并緊密包裹在控溫隔離層7外表面的專用加熱元件通過控溫傳輸線17連接到總溫控器38，在計(jì)算機(jī)控制器I控制下總溫控器38根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在控溫隔離層7外表面上安裝的控溫套29上，達(dá)到控溫一致的效果，負(fù)壓隔離倉(cāng)16通過負(fù)壓泵保持內(nèi)部空間總是保持在負(fù)壓狀態(tài)，以防止實(shí)驗(yàn)過程中特定氣體泄漏對(duì)操作人員造成傷害，負(fù)壓隔離倉(cāng)16和正壓無(wú)菌倉(cāng)15緊密相連，中間僅僅由一層控溫隔離層7相隔開，各種管路穿過負(fù)壓隔離倉(cāng)16和正壓無(wú)菌倉(cāng)15時(shí)均要采用密封連接以保證倉(cāng)內(nèi)外氣體隔絕。有一個(gè)安放在負(fù)壓隔離艙16內(nèi)的由攪勻電機(jī)3驅(qū)動(dòng)攪勻風(fēng)扇4的攪勻混合器40，攪勻混合器40為一個(gè)耐腐導(dǎo)熱材料制作的密封容器，其形狀制作為但不局限于一個(gè)蛋圓形，也可以是方形或多面體形狀，在其頂部裝有攪勻電機(jī)3連接一個(gè)密封軸套的驅(qū)動(dòng)軸穿過密封容器驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的攪勻風(fēng)扇4旋轉(zhuǎn)，將攪勻混合器40中各種氣體及時(shí)攪拌均勻，在攪勻混合器40的中上部另一端有一個(gè)輸出口，這個(gè)輸出口也安裝有由彈簧和密封銷堵組成特殊結(jié)構(gòu)的具有單向向外通氣功能的接口，這個(gè)接口連接管路到正壓無(wú)菌倉(cāng)15內(nèi)后一分為二，整個(gè)攪勻混合器40外圍包裹著一層控溫套29。在攪勻混合器40中部開有三個(gè)輸入口，這三個(gè)輸入口均安裝有彈簧和密封銷堵組成特殊結(jié)構(gòu)的具有單向向內(nèi)通氣功能的接口，這三個(gè)接口通過管路分別連接到壓縮空氣流控制閥2、C02氣流控制閥30和特定氣流控制閥31的三個(gè)精確定量控制流量的氣流控制閥，這三個(gè)精確定量控制流量的氣流控制閥的另一端又分別各自通過軟管連接著壓縮空氣瓶28、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37，分別來(lái)自壓縮空氣瓶2、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37的三種氣體分別在壓縮空氣流控制閥2、C02氣流控制閥30和特定氣流控制閥31這三個(gè)氣流控制閥的精確定量控制流量下按照計(jì)算機(jī)控制器I預(yù)先設(shè)定的程序要求的比例由這三個(gè)輸入口輸入到攪勻混合器40中，這三個(gè)氣瓶輸出口上都有減壓閥27和壓力表，為保證在任何環(huán)境溫度條件下氣體體積流量的絕對(duì)準(zhǔn)確，這三個(gè)氣瓶和攪勻混合器40的外表面均安裝有控溫套29，在總溫控器38的控制下所有氣體體積流量在溫度一致的前提下均保持一致，總溫控器38和控溫套29是在計(jì)算機(jī)控制器I通過電控傳輸線26和控溫傳輸線17控制下，分別精密控制壓縮空氣瓶2X02氣瓶36和特定均衡氣瓶37、攪勻混合器40和控溫隔離層7的溫度的專用元件，控溫套29是由導(dǎo)熱橡膠內(nèi)加電熱絲制作的柔軟套片，分別根據(jù)要求控溫的壓縮空氣瓶2、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37、攪勻混合器40和控溫隔離層7的外形制作并緊密包裹在其外表面的專用加熱元件，總溫控器38是一個(gè)可以在計(jì)算機(jī)控制器I控制下根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在壓縮空氣瓶2、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37、攪勻混合器40和控溫隔離層7外邊的控溫套29上達(dá)到控溫一致的效果。特定均衡氣瓶37是一個(gè)不銹鋼制成的圓柱體耐高壓容器，在圓柱體外緣兩端均安裝有活動(dòng)軸，一端和工作臺(tái)固定為支撐軸18，另一端連接搖桿21為擺動(dòng)軸22，搖桿21的下邊連接到偏心輪19的偏心點(diǎn)上，偏心輪19中心有一個(gè)輪電機(jī)20帶動(dòng)偏心輪19轉(zhuǎn)動(dòng) ，搖桿21在偏心輪19的帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)造成整個(gè)特定均衡氣瓶37上下?lián)u擺，輪電機(jī)20通過電控傳輸線26按照計(jì)算機(jī)控制器I預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制轉(zhuǎn)速，就可以達(dá)到精確控制特定均衡氣瓶37內(nèi)特定氣體不停的均勻混合，特定均衡氣瓶37安裝有緊密包裹在其外表面的專用控溫套29，通過控溫傳輸線17連接到總溫控器38，在計(jì)算機(jī)控制器I控制下總溫控器38根據(jù)要求分別輸出不同功率到控溫套29上達(dá)到控溫一致的效果，特定均衡氣瓶37兩端有半圓形端頭，一個(gè)端頭開的引出口連接一個(gè)真空截止閥33，另一個(gè)端頭開的引出口連接一個(gè)均衡截止閥34，通過電控傳輸線26連接到計(jì)算機(jī)控制器1，可以按照計(jì)算機(jī)控制器I預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制抽真空和均衡輸出時(shí)開合，均衡截止閥34后邊裝有電控三通閥35，電控三通閥35 —端連接真空泵，另一端通過總氣源截止，24連接到特定氣體總氣源23，攪勻混合器40的另一端有一個(gè)輸出管路連接到正壓無(wú)菌倉(cāng)15，正壓無(wú)菌倉(cāng)15是一個(gè)由絕緣隔熱材料制成的前邊開活動(dòng)窗口的密封隔離倉(cāng)，在正壓無(wú)菌倉(cāng)15壁上安裝有控溫隔離層7，依照外形制作并緊密包裹在控溫隔離層7外表面的專用加熱元件通過控溫傳輸線17連接到總溫控器38，在計(jì)算機(jī)控制器I控制下總溫控器38根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在控溫隔離層7外表面上安裝的控溫套29上，達(dá)到控溫一致的效果，正壓無(wú)菌倉(cāng)15通過由高效過濾的正壓風(fēng)機(jī)維持內(nèi)部空間總是保持在正壓狀態(tài)，以防止實(shí)驗(yàn)過程中外界細(xì)菌進(jìn)入對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞造成污染影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，正壓無(wú)菌倉(cāng)15和負(fù)壓隔離倉(cāng)16緊密相連，中間僅僅由一層控溫隔離層7相隔開，各種管路穿過正壓無(wú)菌倉(cāng)15和負(fù)壓隔離倉(cāng)16時(shí)均要采用密封連接以保證倉(cāng)內(nèi)外氣體隔絕。攪勻混合器40這個(gè)輸出管路連接正壓無(wú)菌倉(cāng)15內(nèi)后一分為二，其一端通過一個(gè)平衡氣流控制閥5泄放掉多余的混合氣體防止壓力過高破壞氣體平衡，另一端通過一個(gè)暴露氣流控制閥6連接到安裝在整個(gè)暴露模塊39內(nèi)的暴露氣口 10向細(xì)胞膜板11上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，暴露模塊39是一個(gè)導(dǎo)熱材料制作的密閉多套腔體，最外邊是一個(gè)內(nèi)有加熱元件的溫育槽14，總溫控器38在計(jì)算機(jī)控制器I控制下根據(jù)要求專門輸出符合特定功率到溫育槽14內(nèi)的加熱元件使得溫育槽14溫度保持適合細(xì)胞生存的特定溫度37攝氏度，溫育槽
14內(nèi)部有盛放細(xì)胞培養(yǎng)液的腔體，一個(gè)細(xì)胞膜板11浸潤(rùn)在細(xì)胞培養(yǎng)液13的腔體內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)液13中，但是上表面不能被細(xì)胞培養(yǎng)液13浸沒而形成一個(gè)氣液界面12，既可以保證細(xì)胞生存條件又有利于特定混合氣體對(duì)于細(xì)胞的暴露試驗(yàn)，在細(xì)胞膜板11的正上方是一個(gè)暴露氣倉(cāng)9，經(jīng)過暴露氣流控制閥6連接過來(lái)的管路從暴露氣倉(cāng)9頂部中間穿入的形狀象倒置的喇叭口狀的暴露氣口 10向下一直延伸到細(xì)胞膜板11上表面上部，按照計(jì)算機(jī)控制器I預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制混合好的特定氣體的流量、劑量和濃度，通過暴露氣口 10向細(xì)胞膜板11上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，暴露氣倉(cāng)9上邊有專門的排出口 8將實(shí)驗(yàn)廢氣向外輸出，計(jì)算機(jī)控制器I通過傳輸線連接到壓縮空氣流控制閥2、C02氣流控制閥30、特定氣流控制閥31、電控三通閥35、真空截止閥33、均衡截止閥34、總氣源截止閥24、攪勻電機(jī)3、輪電機(jī)20以及總溫控器38按照預(yù)先編制好的程序?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞暴露中特定氣體精確控制的目的。
[0009] 實(shí)施例:
使用本發(fā)明一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置進(jìn)行細(xì)胞暴露試驗(yàn)前應(yīng)該首先確定實(shí)驗(yàn)要求的特定氣體所需使用理化性質(zhì),根據(jù)其理化性質(zhì)確定好實(shí)驗(yàn)所需要的特定氣體濃度、流量、劑量、溫度等參數(shù)并提前輸入到計(jì)算機(jī)控制器I內(nèi)的相應(yīng)程序中，準(zhǔn)備并安裝調(diào)試好特定氣體總氣源23、壓縮空氣瓶28、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37的輸出壓力并分別通過軟管各自連接好，開啟負(fù)壓隔離倉(cāng)16的負(fù)壓風(fēng)機(jī)保持負(fù)壓隔離倉(cāng)16內(nèi)的負(fù)壓狀態(tài)，負(fù)壓隔離倉(cāng)16是一個(gè)由絕緣隔熱材料制成的密封隔離倉(cāng)，在密封隔離倉(cāng)壁上安裝有控溫隔離層7，依照外形制作并緊密包裹在控溫隔離層7外表面的專用加熱元件通過控溫傳輸線17連接到總溫控器38，在計(jì)算機(jī)控制器I控制下總溫控器根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在控溫隔離層7外表面上安裝的控溫套29上達(dá)到控溫一致的效果，負(fù)壓隔離倉(cāng)16通過負(fù)壓泵保持內(nèi)部空間總是保持在負(fù)壓狀態(tài)，以防止實(shí)驗(yàn)過程中特定氣體泄漏對(duì)操作人員造成傷害，負(fù)壓隔離倉(cāng)16和正壓無(wú)菌倉(cāng)15緊密相連，中間僅僅由一層控溫隔離層7相隔開，各種管路穿過正壓無(wú)菌倉(cāng)15和負(fù)壓隔離倉(cāng)16時(shí)均要采用密封連接以保證倉(cāng)內(nèi)外氣體隔絕，開啟正壓無(wú)菌倉(cāng)15的正壓風(fēng)機(jī)維持無(wú)菌正壓狀態(tài)，由于正壓無(wú)菌倉(cāng)15是一個(gè)由絕緣隔熱材料制成的前邊開活動(dòng)窗口的密封隔離倉(cāng)，在密封隔離倉(cāng)壁上安裝有控溫隔離層7，依照外形制作并緊密包裹在控溫隔離層7外表面的專用加熱元件通過控溫傳輸線17連接到總溫控器38，在計(jì)算機(jī)控制器I控制下總溫控器38根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在控溫隔離層7外表面上安裝的控溫套29上達(dá)到控溫一致的效果，正壓無(wú)菌倉(cāng)15通過由高效過濾的正壓風(fēng)機(jī)維持內(nèi)部空間總是保持在正壓狀態(tài)，以防止實(shí)驗(yàn)過程中外界細(xì)菌進(jìn)入對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞造成污染影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，以此同時(shí)，在計(jì)算機(jī)控制器I控制下總溫控器38根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在壓縮空氣瓶28、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37、攪勻混合器40和控溫隔離層7外邊的控溫套29上控制各自的溫度使得整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到控溫一致的效果，同時(shí)總溫控器38在計(jì)算機(jī)控制器I控制下根據(jù)要求專門輸出符合特定功率到一個(gè)導(dǎo)熱材料制作的密閉多套腔體的暴露模塊39最外邊的一個(gè)內(nèi)有加熱元件的溫育槽14上，溫育槽14內(nèi)的加熱元件使得溫育槽14和整個(gè)暴露模塊39溫度保持適合細(xì)胞生存的特定溫度37攝氏度，整個(gè)系統(tǒng)正常工作后，取出提前培養(yǎng)好的接種在細(xì)胞膜板11上的受試細(xì)胞，打開暴露模塊39上部暴露氣倉(cāng)9，將細(xì)胞培養(yǎng)液13注入暴露模塊39內(nèi)的溫育槽14，再放入細(xì)胞膜板11蓋好暴露氣倉(cāng)9，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制器I首先控制電控三通閥35聯(lián)通負(fù)壓泵和特定均衡氣瓶37，同時(shí)打開均衡截止閥34關(guān)閉真空截止閥33，計(jì)算機(jī)控制器I將特定均衡氣瓶37上的控溫套29加溫到適當(dāng)?shù)恼婵諟囟纫则?qū)散空瓶?jī)?nèi)的潮濕空氣，同時(shí)開啟真空泵25將特定均衡氣瓶37抽真空并維持干燥，到達(dá)一定真空度后關(guān)閉真空泵25，將電控三通閥35接通到特定氣體總氣源23的總氣源截止閥24 —端，開啟總氣源截止閥24使得特定氣體總氣源23內(nèi)的特定氣體充斥到特定均衡氣瓶?jī)?nèi)37達(dá)到壓力平衡后關(guān)閉總氣源截止閥24，同時(shí)開啟真空截止閥33，開動(dòng)輪電機(jī)20帶動(dòng)偏心輪19，偏心輪19轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)搖桿21上下運(yùn)動(dòng)也帶動(dòng)特定均衡氣瓶37上下?lián)u擺將其內(nèi)部的特定氣體不停的混合，保證特定氣體輸出的均衡穩(wěn)定，分別用手將壓縮空氣瓶28、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37的減壓閥27調(diào)整到合適的輸出氣壓，在這三個(gè)壓縮空氣瓶28、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37的減壓閥27后邊分別各自通過軟管連接著精確定量控制流量的壓縮空氣流控制閥2、C02氣流控制閥30和特定氣流控制閥31這三個(gè)氣流控制閥，這三個(gè)精確定量控制流量的氣流控制閥的另一端又通過管路分別連接到三個(gè)安裝在攪勻混合器40中部開有的三個(gè)輸入口，這三個(gè)輸入口均為安裝有彈簧和密封銷堵組成特殊結(jié)構(gòu)的具有單向向內(nèi)通氣功能的接口不會(huì)造成反方向的泄漏和濃度誤差，計(jì)算機(jī)控制器I按照預(yù)先設(shè)定的程序要求的比例精確定量控制壓縮空氣流控制閥2、C02氣流控制閥30和特定氣流控制閥31這三個(gè)精確定量控制流量的氣流控制閥按照各自的不同流量分別來(lái)自壓縮空氣瓶28、C02氣瓶36和特定均衡氣瓶37的三種氣體分別在由這三個(gè)輸入口輸入到攪勻混合器40中，攪勻混合器40為一個(gè)耐腐導(dǎo)熱材料制作的密封容器，在其頂部裝有攪勻電機(jī)3連接一個(gè)密封軸套的驅(qū)動(dòng)軸穿過密封容器驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的攪勻風(fēng)扇4 旋轉(zhuǎn)，將輸入到攪勻混合器40中的各種氣體及時(shí)攪拌均勻形成所需要的均衡穩(wěn)定濃度的特定混合氣體，攪勻混合器40的另一端有一個(gè)輸出管路連接到正壓無(wú)菌倉(cāng)15內(nèi)部后一分為二，其一端通過一個(gè)平衡氣流控制閥5泄放掉多余的混合氣體防止壓力過高破壞氣體平衡，另一端經(jīng)過暴露氣流控制閥6連接過來(lái)的管路從安裝在整個(gè)暴露模塊39內(nèi)的暴露氣倉(cāng)9頂部中間穿入的形狀象倒置的喇叭口狀的暴露氣口10向下一直延伸到細(xì)胞膜板11上表面上部，整個(gè)暴露模塊39內(nèi)的暴露氣倉(cāng)9的溫育槽14內(nèi)部有盛放細(xì)胞培養(yǎng)液13的腔體，一個(gè)細(xì)胞膜板11浸潤(rùn)在細(xì)胞培養(yǎng)液13的腔體內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)液13中，但是上表面不能被細(xì)胞培養(yǎng)液13浸沒而形成一個(gè)氣液界面12，既可以保證細(xì)胞生存條件又有利于特定混合氣體對(duì)于細(xì)胞的暴露試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)控制器I按照預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制暴露氣流控制閥6將混合好的特定氣體的流量、劑量和濃度通過暴露氣口 10向細(xì)胞膜板11上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，暴露氣倉(cāng)9上邊有專門的排出口 8將實(shí)驗(yàn)廢氣向外輸出，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程全部由計(jì)算機(jī)控制器I按照預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制完成，實(shí)驗(yàn)程序結(jié)束后計(jì)算機(jī)控制器I按照先關(guān)閉特定氣流控制31閥和C02氣流控制閥30截?cái)鄰奶囟ň鈿馄?7和C02氣瓶36輸出的特定氣體和C02氣體，保證壓縮空氣流控制閥2開通，維持壓縮空氣瓶28的空氣繼續(xù)流通排擠掉各個(gè)管路、攪勻混合器40和暴露氣倉(cāng)9等腔道內(nèi)的殘余特定氣體后，再最后關(guān)閉壓縮空氣流控制閥2，截?cái)鄰膲嚎s空氣瓶28輸出的空氣，停止輪電機(jī)20、攪勻電機(jī)3、總溫控器38以及其他所有功能的工作，打開暴露模塊39上部暴露氣倉(cāng)9，取出經(jīng)過特定氣體暴露實(shí)驗(yàn)的接種有受試細(xì)胞的細(xì)胞膜板11，進(jìn)行后續(xù)的測(cè)定和檢驗(yàn)以便于得到實(shí) 驗(yàn)研究的正確結(jié)論。
【權(quán)利要求】
1.一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:該設(shè)備包括一個(gè)安放在負(fù)壓隔離艙(16)內(nèi)的由攪勻電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)攪勻風(fēng)扇(4)的攪勻混合器(40)，攪勻混合器(40)上有三個(gè)輸入口通過管路分別連接到三個(gè)精確定量控制流量的壓縮空氣流控制閥(2)、C02氣流控制閥(30)和特定氣流控制閥(31)，壓縮空氣流控制閥(2)、C02氣流控制閥(30)和特定氣流控制閥(31)的另一端又各自通過軟管連接著壓縮空氣瓶(28)、C02氣瓶(36)和特定均衡氣瓶(37)，這三個(gè)氣瓶輸出口上都有帶有壓力表的減壓閥(27)，為保證在任何環(huán)境溫度條件下氣體體積流量的絕對(duì)準(zhǔn)確，壓縮空氣瓶(28 )、C02氣瓶(36 )、特定均衡氣瓶(37 )和攪勻混合器(40)的外表面均安裝有控溫套(29)，在總溫控器(38)的控制下所有氣體體積流量在溫度一致的前提下均保持一致，特定均衡氣瓶(37) —端安裝有真空截止閥(33)，另一端安裝有均衡截止閥(34)，均衡截止閥(34)后邊裝有電控三通閥(35)，電控三通閥(35)一端連接真空泵(25)，另一端通過總氣源截止閥(24)連接到特定氣體總氣源(23)，特定均衡氣瓶(37) —端安裝有可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐軸(18)，另一端安裝有擺動(dòng)軸(22)通過搖桿(21)連接到偏心輪(19)上，偏心輪(19)上的輪電機(jī)(20)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)偏心輪(19)轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿(21)帶動(dòng)特定均衡氣瓶(37)上下?lián)u擺將其內(nèi)部的特定氣體不停的混合，保證特定氣體輸出的均衡穩(wěn) 定，攪勻混合器(40)的另一端有一個(gè)輸出管路連接到正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)內(nèi)后一分為二，其一端通過一個(gè)平衡氣流控制閥(5)泄放掉多余的混合氣體防止壓力過高破壞氣體平衡，另一端通過一個(gè)暴露氣流控制閥(6)連接到安裝在整個(gè)暴露模塊(39)內(nèi)的暴露氣口( 10 )向細(xì)胞膜板(11)上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，暴露模塊(39 )內(nèi)的暴露氣倉(cāng)(9 )上邊有專門的排出口(8)將實(shí)驗(yàn)廢氣向外輸出，計(jì)算機(jī)控制器(I)通過傳輸線連接到壓縮空氣流控制閥(2)、C02氣流控制閥(30)、特定氣流控制閥(31)、電控三通閥(35)、真空截止閥(33)、均衡截止閥(34)、總氣源截止閥(24)、攪勻電機(jī)(3)、輪電機(jī)(20)以及總溫控器(38)按照預(yù)先編制好的程序?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞暴露中特定氣體精確控制的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:所述攪勻混合器(40)為一個(gè)耐腐導(dǎo)熱材料制作的密封容器,其形狀制作為但不局限于一個(gè)蛋圓形，也可以是方形或多面體形狀，在其頂部裝有攪勻電機(jī)(3)連接一個(gè)帶密封軸套的驅(qū)動(dòng)軸穿過密封容器驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的攪勻風(fēng)扇(4)旋轉(zhuǎn)，將攪勻混合器(40)中各種氣體及時(shí)攪拌均勻，在攪勻混合器(40)中部開有三個(gè)輸入口，這三個(gè)輸入口均安裝有由彈簧和密封銷堵組成特殊結(jié)構(gòu)的具有單向向內(nèi)通氣功能的接口，來(lái)自壓縮空氣瓶(28)、C02氣瓶(36)和特定均衡氣瓶(37)的三種氣體分別在壓縮空氣流控制閥(2)、C02氣流控制閥(30)和特定氣流控制閥(31)的精確定量控制流量下按照計(jì)算機(jī)控制器(I)預(yù)先設(shè)定的程序要求的比例，通過這三個(gè)輸入口輸入到攪勻混合器(40)中，在攪勻混合器(40)的中上部另一端有一個(gè)輸出口，這個(gè)輸出口也安裝有由彈簧和密封銷堵組成特殊結(jié)構(gòu)的具有單向向外通氣功能的接口，這個(gè)接口連接管路到正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)內(nèi)后一分為二，整個(gè)攪勻混合器(40)外圍包裹著一層控溫套(29)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:所述總溫控器(38)和控溫套(29)是在計(jì)算機(jī)控制器(I)通過電控傳輸線(26)和控溫傳輸線(17)控制下，分別精密控制壓縮空氣瓶(28)、C02氣瓶(36)和特定均衡氣瓶(37)、攪勻混合器(40)和控溫隔離層(7)的溫度的專用元件，控溫套(29)是由導(dǎo)熱橡膠內(nèi)加電熱絲制作的柔軟套片，分別根據(jù)要求控溫的壓縮空氣瓶(28 )、C02氣瓶(36 )和特定均衡氣瓶(37 )、攪勻混合器(40)和控溫隔離層(7)的外形制作并緊密包裹在其外表面的專用加熱元件，總溫控器(38)是一個(gè)可以在計(jì)算機(jī)控制器(I)控制下根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在壓縮空氣瓶(28)、C02氣瓶(36)和特定均衡氣瓶(37)、攪勻混合器(40)和控溫隔離層(7)外邊的控溫套(29)上達(dá)到控溫一致的效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:所述特定均衡氣瓶(37)是一個(gè)不銹鋼制成的圓柱體耐高壓容器，在圓柱體外緣兩端均安裝有活動(dòng)軸，一端和工作臺(tái)固定為支撐軸(18)，另一端連接搖桿(21)為擺動(dòng)軸(22)，搖桿(21)的下邊連接到偏心輪(19)的偏心點(diǎn)上，偏心輪(19)的中心有一個(gè)輪電機(jī)(20)帶動(dòng)偏心輪(19)轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿(21)在偏心輪(19)的帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)造成整個(gè)特定均衡氣瓶(37)上下?lián)u擺，輪電機(jī)(20)通過電控傳輸線(26)按照計(jì)算機(jī)控制器(I)預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制轉(zhuǎn)速，就可以達(dá)到精確控制特定均衡氣瓶(37)內(nèi)特定氣體不停的均勻混合，特定均衡氣瓶(37)安裝有緊密包裹在其外表面的專用控溫套(29)，通過控溫傳輸線(17)連接到總溫控器(38)，在計(jì)算機(jī)控制器(I)控制下總溫控器(38)根據(jù)要求分別輸出不同功率到控溫套(29)上達(dá)到控溫一致的效果，特定均衡氣瓶(37)兩端有半圓形端頭，一個(gè)端頭開的引出口連接一個(gè)真空截止閥(33)，通過特定氣軟管(32)與特定氣流控制閥(31)相連，另一個(gè)端頭開的引出口連接一個(gè)均衡截止閥(34 )通過電控傳輸線(26 )連接到計(jì)算機(jī)控制器(I )，可以按照計(jì)算機(jī)控制器(I)預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制抽真空和均衡輸出時(shí)開合 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:所述暴露模塊(39)是一個(gè)導(dǎo)熱材料制作的密閉多套腔體，最外邊是一個(gè)內(nèi)有加熱元件的溫育槽(14)，總溫控器(38)在計(jì)算機(jī)控制器(I)控制下根據(jù)要求專門輸出符合特定功率到溫育槽(14)內(nèi)的加熱元件，使得溫育槽(14)的溫度保持適合細(xì)胞生存的特定溫度37攝氏度，溫育槽(14)內(nèi)部有盛放細(xì)胞培養(yǎng)液(13)的腔體，一個(gè)細(xì)胞膜板(11)浸潤(rùn)在細(xì)胞培養(yǎng)液(13)的腔體內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)液(13)中，但是上表面不能被細(xì)胞培養(yǎng)液(13)浸沒而形成一個(gè)氣液界面(12)，既可以保證細(xì)胞生存條件又有利于特定混合氣體對(duì)于細(xì)胞的暴露試驗(yàn)，在細(xì)胞膜板(11)的正上方是一個(gè)暴露氣倉(cāng)(9)，經(jīng)過暴露氣流控制閥(6)連接過來(lái)的管路從暴露氣倉(cāng)(9)頂部中間穿入的形狀象倒置的喇叭口狀的暴露氣口(10)向下一直延伸到細(xì)胞膜板(11)上表面上部，按照計(jì)算機(jī)控制器(I)預(yù)先設(shè)定的程序要求精確控制混合好的特定氣體的流量、劑量和濃度，通過暴露氣口( 10)向細(xì)胞膜板(11)上的細(xì)胞進(jìn)行定量暴露實(shí)驗(yàn)，暴露氣倉(cāng)(9)上邊有專門的排出口(8)將實(shí)驗(yàn)廢氣向外輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:所述負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)是一個(gè)由絕緣隔熱材料制成的前邊開活動(dòng)窗口的密封隔離倉(cāng)，在負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)壁上安裝有控溫隔離層(7)，依照外形制作并緊密包裹在控溫隔離層(7)外表面的專用加熱元件通過控溫傳輸線(17)連接到總溫控器(38)，在計(jì)算機(jī)控制器(I)控制下總溫控器(38)根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在控溫隔離層(7)外表面上安裝的控溫套(29)上，達(dá)到控溫一致的效果，負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)通過負(fù)壓泵維持內(nèi)部空間總是保持在負(fù)壓狀態(tài)，以防止實(shí)驗(yàn)過程中特定氣體泄漏對(duì)操作人員造成傷害，負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)和正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)緊密相連，中間僅僅由一層控溫隔離層(7)相隔開，各種管路穿過負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)和正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)時(shí)均要采用密封連接以保證倉(cāng)內(nèi)外氣體隔絕。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞暴露特定氣體精確控制裝置，其特征是:所述正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)是一個(gè)由絕緣隔熱材料制成的前邊開活動(dòng)窗口的密封隔離倉(cāng)，在正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)壁上安裝有控溫隔離層(7)，依照外形制作并緊密包裹在控溫隔離層(7)外表面的專用加熱元件通過控溫傳輸線(17)連接到總溫控器(38)，在計(jì)算機(jī)控制器(I)控制下總溫控器(38)根據(jù)要求分別輸出不同功率到包裹在控溫隔離層(7)外表面上安裝的控溫套(29)上，達(dá)到控溫一致的效果，正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)通過由高效過濾的正壓風(fēng)機(jī)維持內(nèi)部空間總是保持在正壓狀態(tài)，以防止實(shí)驗(yàn)過程中外界細(xì)菌進(jìn)入對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞造成污染影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)和負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)緊密相連，中間僅僅由一層控溫隔離層(7)相隔開，各種管路穿過正壓無(wú)菌倉(cāng)(15)和負(fù)壓隔離倉(cāng)(16)時(shí)均要采用密封連接以保證倉(cāng)內(nèi)外氣體隔 絕。
【文檔編號(hào)】C12M1/36GK103525699SQ201310498112
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】王曉波, 范維林, 襲榮剛, 張貴祥, 劉中洋, 劉艷, 屈超 申請(qǐng)人:解放軍第210醫(yī)院, 天津開發(fā)區(qū)合普工貿(mào)有限公司