用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统、承载装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，包括操作台装置，包括用于存放承载装置的存储机构、配置为定位托盘的承载装置于标准工位的操作台机构，以及将承载装置运输至操作台机构的运输机构；机械手装置，包括悬挂臂以及设于悬挂臂下方的机械手；液滴换液装置，包括支架、可移动的管体承接器、连接管体承接器且设于液滴换液区上方的液滴输入管以及液滴吸出管；目标细胞液转移装置，包括移动架、用于吸取目标细胞液的吸液管以及为吸液管提供吸取力的泵体；主控裝置，为控制操作台装置、机械手装置、液滴换液装置以及目标细胞液转移装置的各项操作。该系统使得活体细胞快速有效实现玻璃化冷冻。

Automated Operating System and Bearing Device for Cell Vitrification and Refrigeration

【技术实现步骤摘要】
用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统、承载装置
本专利技术属于人体组织冻存复苏
，特别涉及一种用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统、承载装置。
技术介绍
玻璃化冷冻法的基本原理是将高浓度的冷冻保护剂在超低温环境下凝固，形成不规则的玻璃化样固体，保存了液态时正常分子和离子分布，因而在细胞内发生玻璃化时能起到保护作用。现在的冷冻技术已可用在冷冻保存精子、卵子和不同时期的胚胎，尤其是玻璃化冷冻技术，其不仅已获得医学界广泛的认可，并渐渐取代传统慢术冷冻法，而成为冷冻技术的最佳选择。现有技术大多以手工操作为主，具体包括：1、细胞脱水，用冷冻保护剂平衡处理；2、手工拉伸烧灼玻璃管，制备细胞吸管，制成细管；3、细管从冷冻保护液中手工吸取包含活体细胞的液体，涂覆于片状冷冻载体上，识别目标细胞并吸出多余的液体后，将载体手工快速插入液氮，完成冷冻。该手工操作方法要求时间尽可能短，涂覆面尽可能薄以使其快速降温；这一操作往往要求操作人员具有熟练的操作技能，要求操作人员将液滴设置成梯度浓度液，使细胞在梯度液中逐渐脱水，该过程需要快速操作，如操作不当容易因渗透压过大或操作过程无法标准化设置等，导致活体细胞冷冻不规范，细胞极易死亡或丢失。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，使得活体细胞快速有效实现玻璃化冷冻和复苏。本专利技术具体技术方案如下：一种用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，用于在承载装置上进行细胞玻璃化冷冻和复苏，所述系统至少包括操作台装置，包括存储机构、运输机构以及操作台机构；所述存储机构配置为具有存放承载装置的存储腔，每一所述承载装置下方设有托盘，所述存储机构下端设有开口，且该开口下方连接所述运输机构端部，所述存储机构的开口对侧还设有推手机构，用于将下方的承载装置连同所述托盘推送至运输机构；所述运输机构由两侧的带体环绕输送轮构成，所述托盘的两侧恰好置于所述输送带两侧的带体上；所述操作台机构配置为定位所述托盘及其上方的承载装置于标准工位的机构；机械手装置，包括悬挂臂以及设于悬挂臂下方的机械手，所述悬挂臂被配置为具有X轴方向的水平移动的构造，所述机械手自身被配置为具有Y轴和Z轴方向移动的构造；液滴换液装置，包括支架、设于支架上可移动的管体承接器、连接所述管体承接器且设于所述液滴换液区上方的液滴输入管以及液滴吸出管；其中，所述管体承接器对应每一管体设有独立的电动阀门，所述液滴输入以及液滴吸出管分别通过蠕动泵进行控制液滴换液操作；目标细胞液转移装置，包括移动架、设于移动架上用于吸取目标细胞液的吸液管以及为所述吸液管提供吸取力的泵体；主控裝置，配置为控制所述操作台装置、机械手装置、液滴换液装置以及目标细胞液转移装置的各项操作。在一个改进方案中，所述存储机构的存储腔一侧设有锯齿纹，另一侧沿存储腔壁内竖向间隔设有调节槽，所述调节槽内嵌有向腔体延伸的分层挡条，所述分层挡条位于调节槽内的顶部设有与调节槽内顶壁连接的弹性件，每一所述分层挡条恰好抵在对应层的托盘；当托盘及其自动承载装置下放时，所述分层挡条受自动承载装置的重力向下压，且以分层挡条与所述调节槽槽口接触点为轴心发生转动，将托盘及其自动承载装置下移一层，随后在弹性件的恢复下，抵在下一层托盘的底部。再一个改进的技术方案中，所述托盘对应液滴承载器位置的两侧向上延伸限定所述液滴承载器的挡道，该挡道的外侧面与所述矩形套管的外侧面在同一平面上；所述操作台机构的两侧分别设有第二挡道，所述第二挡道通过伸缩式液压缸连接于操作台机构两侧，且当所述伸缩式液压缸伸长距离最大时，恰好两侧的第二挡道的内侧距离与矩形套管的纵向距离相等。又一个改进的技术方案，所述系统还包括设于操作台机构上方且与主控装置连接的摄像装置，所述摄像装置包括设于操作标准位置摄像头朝下的摄像机以及悬挂所述摄像机的悬挂杆；对应所述摄像装置摄像头正下方的操作台机构一侧设有基准线标识。进一步的，所述吸液管由透明管体和设于透明管体前端的吸管针构成，所述透明管体上设有量尺，且在最高标尺位置的管体上设有溢出口，对应所述溢出口下方的管体外壁上设有溢液槽；所述液滴输入管的后端连通一液体容纳腔，所述液滴输入管的内径自中段向前端输液头位置逐渐减小，所述输液头的内径为1-6mm；制备所述滴液管的材料为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯材料。本专利技术还公开了一种用于上述自动操作系统的承载装置，所述装置包括液滴承载器；所述液滴承载器为矩形浅盘构造，其包括中部放置有冷冻载体的细胞承载区以及环绕于所述细胞承载区的疏水区，所述疏水区为铺设有超疏水材料环状构造；所述液滴承载器的两侧边中部设有深色标记线，两个所述深色标记线位于液滴承载器的中轴线上；所述液滴承载器一侧端向外延伸设有连接部；所述装置还包括具有矩形内腔的矩形套管，所述矩形套管的一侧为封闭，另一侧设有开口，且该开口端对应的矩形套管的顶部设有一门槽，所述门槽顶部通过承托机构配置有推拉式的侧门；所述内腔的底部设有一滑槽，所述液滴承载器底部设有与所述滑槽相匹配的滑块；所述液滴承载器可在密封套管的内腔内沿开口端进行抽拉。进一步的，所述密封套管开口两侧均设有挡件，所述挡件向内延伸设有承托件，所述承托件的高度小于挡件且大于滴液承载器的高度，两侧所述承托件放置所述侧门，且所述承托件靠近门槽的上表面设有一容置槽，所述容置槽为铣平面的锥形构造，其内容置一限位弹性件，所述限位弹性件的中部隆起的山形构造，且隆起的中部突出于所述容置槽，恰好挡在侧门靠近门槽的一侧；所述矩形套管顶板朝向门槽的侧面嵌有至少一个磁铁块，所述侧门朝向门槽的内侧面上设有密封垫，所述密封垫上部设有在侧门插入门槽时与所述磁铁块对应的铁块；所述门槽的底面设有至少一个第二磁铁块，所述侧门的底部设有在侧门插入门槽时与所述第二磁铁块对应的第二铁块；所述液滴承载器的底部后侧设有一勾状的弹性突起，该弹性突起由朝向所述液滴承载器底面的钩口以及设于钩口一侧的斜杆构成，所述斜杆朝向所述液滴承载器底部前侧延伸并粘附于其底部；对应该弹性卡件位置的密封套管内侧底部设有浅槽，所述浅槽自密封套管内侧底部的末端向前延伸至靠近开口的位置；所述侧门的顶部设有拉手，所述拉手设有供机械手装置着力的凹部或固定的孔位。本专利技术公开了另一种用于上述自动操作系统的承载装置，所述装置包括一端的液滴换液区和与所述液滴换液区相通的且设于另一端的样品承载区；所述液滴换液区为进行液滴换液的浅盘构造，其底面由自由端至与所述样品承载区相连通的一端逐渐向下倾斜，且其自由端侧设有疏水部；所述样品承载区配置为放置冷冻/复苏载体的长条形凹盘构造；与所述样品承载区相通侧的液滴换液区侧边至少一部分与所述样品承载区对应侧边衔接，且在该衔接侧,所述样品承载区的顶面高度与所述液滴换液区底面平齐，所述衔接处设有密封机构，且该衔接处上方设有可拆卸的挡板；所述挡板的有效拦截高度不低于所述液滴换液区中凹盘最高值：所述样品承载区相通侧的对侧端向外延伸为承接部；所述装置还包括具有长条形内腔的密封套管，所述密封套管的一侧设有开口，且该开口顶部设有推拉式侧门，底部设有锁紧所述侧门和密封套管的锁紧机构；所述内腔的底部设有一滑槽，所述样品承载区底部设有与所述滑槽相匹配的滑块；所述长条形的样品承载区可在密封套管的内腔内沿开口端进行抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，其特征在于，用于在承载装置上进行细胞玻璃化冷冻和复苏，所述系统至少包括操作台装置(100)，包括存储机构(110)、运输机构(120)以及操作台机构(130)；所述存储机构(110)配置为具有存放承载装置的存储腔(111)，每一所述承载装置下方设有托盘(114)，所述存储机构(110)下端设有开口(112)，且该开口(112)下方连接所述运输机构(120)端部，所述存储机构(110)的开口对侧还设有推手机构(113)，用于将下方的承载装置连同所述托盘(114)推送至运输机构(120)；所述运输机构(120)由两侧的带体环绕输送轮构成，所述托盘(114)的两侧恰好置于所述输送带(121)两侧的带体上；所述操作台机构(130)配置为定位所述托盘(114)及其上方的承载装置于标准工位的机构；机械手装置(200)，包括悬挂臂(201)以及设于悬挂臂(201)下方的机械手(202)，所述悬挂臂(201)被配置为具有X轴方向的水平移动的构造，所述机械手(202)自身被配置为具有Y轴和Z轴方向移动的构造；液滴换液装置(300)，包括支架(304)、设于支架(304)上可移动的管体承接器(305)、连接所述管体承接器(305)且设于所述液滴换液区(1)上方的液滴输入管(301)以及液滴吸出管(302)；其中，所述管体承接器(305)对应每一管体设有独立的电动阀门，所述液滴输入管(301)以及液滴吸出管(302)分别通过蠕动泵进行控制液滴换液操作；目标细胞液转移装置(400)，包括移动架(401)、设于移动架(401)上用于吸取目标细胞液的吸液管(402)以及为所述吸液管(402)提供吸取力的泵体(403)；主控裝置(500)，配置为控制所述操作台装置(100)、机械手装置(200)、液滴换液装置(300)以及目标细胞液转移装置(400)的各项操作。...

【技术特征摘要】
2018.05.31 CN 2018105501508;2018.07.04 CN 201810721.一种用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，其特征在于，用于在承载装置上进行细胞玻璃化冷冻和复苏，所述系统至少包括操作台装置(100)，包括存储机构(110)、运输机构(120)以及操作台机构(130)；所述存储机构(110)配置为具有存放承载装置的存储腔(111)，每一所述承载装置下方设有托盘(114)，所述存储机构(110)下端设有开口(112)，且该开口(112)下方连接所述运输机构(120)端部，所述存储机构(110)的开口对侧还设有推手机构(113)，用于将下方的承载装置连同所述托盘(114)推送至运输机构(120)；所述运输机构(120)由两侧的带体环绕输送轮构成，所述托盘(114)的两侧恰好置于所述输送带(121)两侧的带体上；所述操作台机构(130)配置为定位所述托盘(114)及其上方的承载装置于标准工位的机构；机械手装置(200)，包括悬挂臂(201)以及设于悬挂臂(201)下方的机械手(202)，所述悬挂臂(201)被配置为具有X轴方向的水平移动的构造，所述机械手(202)自身被配置为具有Y轴和Z轴方向移动的构造；液滴换液装置(300)，包括支架(304)、设于支架(304)上可移动的管体承接器(305)、连接所述管体承接器(305)且设于所述液滴换液区(1)上方的液滴输入管(301)以及液滴吸出管(302)；其中，所述管体承接器(305)对应每一管体设有独立的电动阀门，所述液滴输入管(301)以及液滴吸出管(302)分别通过蠕动泵进行控制液滴换液操作；目标细胞液转移装置(400)，包括移动架(401)、设于移动架(401)上用于吸取目标细胞液的吸液管(402)以及为所述吸液管(402)提供吸取力的泵体(403)；主控裝置(500)，配置为控制所述操作台装置(100)、机械手装置(200)、液滴换液装置(300)以及目标细胞液转移装置(400)的各项操作。2.如权利要求1所述的用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，其特征在于，所述存储机构(110)的存储腔(111)一侧设有锯齿纹(117)，另一侧沿存储腔(111)壁内竖向间隔设有调节槽(118)，所述调节槽(118)内嵌有向腔体延伸的分层挡条(116)，所述分层挡条(116)位于调节槽(118)内的顶部设有与调节槽(118)内顶壁连接的弹性件(119)，每一所述分层挡条(116)恰好抵在对应层的托盘(114)；当托盘(114)及其自动承载装置下放时，所述分层挡条(116)受自动承载装置的重力向下压，且以分层挡条(116)与所述调节槽(118)槽口接触点为轴心发生转动，将托盘(114)及其自动承载装置下移一层，随后在弹性件(119)的恢复下，抵在下一层托盘(114)的底部。3.如权利要求1所述的用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，其特征在于，所述托盘(114)对应液滴承载器(1)位置的两侧向上延伸限定所述液滴承载器(1)的挡道(120)，该挡道(120)的外侧面与所述矩形套管(3)的外侧面在同一平面上；所述操作台机构(103)的两侧分别设有第二挡道(131)，所述第二挡道(131)通过伸缩式液压缸(132)连接于操作台机构(103)两侧，且当所述伸缩式液压缸(132)伸长距离最大时，恰好两侧的第二挡道(131)的内侧距离与矩形套管(3)的纵向距离相等。4.如权利要求3所述的用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，其特征在于，所述系统还包括设于操作台机构(103)上方且与主控装置(500)连接的摄像装置(600)，所述摄像装置(600)包括设于操作标准位置摄像头朝下的摄像机(601)以及悬挂所述摄像机(601)的悬挂杆(602)；对应所述摄像装置(600)摄像头正下方的操作台机构(103)一侧设有基准线标识。5.如权利要求1所述的用于细胞玻璃化冷冻的自动操作系统，其特征在于，所述吸液管(402)由透明管体(404)和设于透明管体(404)前端的吸管针(405)构成，所述透明管体(404)上设有量尺，且在最高标尺位置的管体上设有溢出口(406)，对应所述溢出口(406)下方的管体外壁上设有溢液槽(407)；所述液滴输入管(301)的后端连通一液体容纳腔(311)，所述液滴输入管(301)的内径自中段向前端输液头(310)位置逐渐减小，所述输液头(310)的内径为1-6mm；制备所述滴液管(201)的材料为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯材料。6.一种用于权利要求1所述自动操作系统的承载装置，其特征在于，所述装置包括液滴承载器(1)；所述液滴承载器(1)为矩形浅盘构造，其包括中部放置有冷冻载体的细胞承载区(11)以及环绕于所述细胞承载区(11)的疏水区(10)，所述疏水区(10)为铺设有超疏水材料环状构造；所述液滴承载器(1)的两侧边中部设有深色标记线(2)，两个所述深色标记线(2)位于液滴承载器(1)的中轴线上；所述液滴承载器(1)一侧端向外延伸设有连接部(21)；所述装置还包括具有矩形内腔(30)的矩形套管(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹毓琳，时兆田，白志惠，
申请(专利权)人：北京臻溪谷医学研究中心有限合伙，
类型：发明
国别省市：北京,11