一种全自动细胞分离培养系统技术方案

本发明专利技术属于生物产品生产技术领域，尤其为一种全自动细胞分离培养系统，包括样本传递室，样本传递窗的一端固定安装有细胞分离工作室，细胞分离工作室的背部固定安装有离心管供应室和废料回收室，并且在细胞分离工作室的一端还固定安装有细胞换液传代工作室，在细胞换液传代工作室的背部固定安装有低温试剂供应室和培养瓶供应室。本发明专利技术的全自动细胞分离培养系统，通过样本传递窗、细胞分离工作室、离心管供应室等工业机器人的大量运用，使细胞类制品能够在高智能化的生产线上进行全自动分离、换液、培养、传代和采集等，提升了培养效率，使培养质量稳定，产品量化均匀，减少了人力、物力、财力和时间和人为污染细胞制品几率。

An Automatic Cell Isolation and Culture System

【技术实现步骤摘要】
一种全自动细胞分离培养系统
本专利技术属于生物产品生产
，具体涉及一种全自动细胞分离培养系统。
技术介绍
细胞分离与培养是生物技术中最核心的基础技术之一，在诸多细胞功能和疾病的研究，药物研发与基础研究，胚胎发育和基因表达的研究，细胞类药物的规模化生产过程中都是必不可少的环节。传统细胞培养必须由人来手工操作，占用了实验员大量时间和精力，生产效率低下，很难保证各批次之间的稳定性，也存在工作人员二次污染的问题。在对细胞的需求急剧增加的情况下，需要一种全自动细胞分离培养系统比人工更高效和精确的规模化细胞培养方式，实现复杂细胞培养的精确性、可靠性及持续性，最大程度地减少批间差异和人为污染。随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用，但是在细胞类产品的生产领域，工业机器人的研制和应用还处在初期阶段，目前，尽管已有可在GMP洁净等级下进行细胞接种、培养液更换和细胞传代的机器人问世，然而它们很难平稳缓和地完成胰蛋白酶处理、细胞采收、细胞生长状况监测、离心分离和废料处理等一系列复杂的细胞分离和培养过程。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了一种全自动细胞分离培养系统，具有生产效率较高、保证各批次之间的稳定性、避免存在工作人员二次污染和能够完成复杂的细胞分离和培养的特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种全自动细胞分离培养系统，包括样本传递室，所述样本传递室由外窗、缓冲室和滑轨内窗组成，所述外窗通过弹力门轴和智能把手扣锁与缓冲室固定连接，所述缓冲室为上部安装有紫外灯、下部安装有样本架的长方形箱体，并且缓冲室的另一端通过可由机电转动装置自动进行开启或关闭的滑轨内窗与细胞分离工作室相通；所述细胞分离工作室为顶板安装固定有净化空气垂直风淋窗口、纵向悬梁以及安装固定在纵向悬梁的智能夹持万向机械手臂和智能瓶盖旋拧机械手臂，后壁板通过两个滑轨内窗分别与离心管供应室和废料回收室连通，下壁板安装固定有智能恒温摇床、智能离心机和培养瓶滑轨运输链的长方形柜机，并且一端与细胞换液传代工作室完全相通；所述细胞换液传代工作室为顶部安装固定有净化空气垂直风淋窗口、纵向悬梁以及安装固定在纵向悬梁的智能加样万向机械手臂和智能瓶盖旋拧机械手臂，后部壁板安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂并且通过一个滑轨内窗与培养瓶供应室连通，下部壁板安装固定有培养瓶滑轨运输链的长方形柜机，并且一端与细胞培养监控室完全相通；所述智能加样万向机械手臂通过试剂与燃料导管和安装固定在细胞换液传代工作室后壁外的低温试剂供应室相通，所述低温试剂供应室为存储试剂与燃料的低温冰箱，所述细胞培养监控室为顶板安装固定有净化空气垂直风淋窗口，后壁板安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂并且通过一个滑轨内窗与细胞采样室连通，下壁板安装固定有培养瓶滑轨运输链、细胞智能成像系统和电脑总控系统主机柜的长方形柜机，并且一端通过一个滑轨内窗与细胞培养瓶升降运输室相通；所述电脑总控系统位于细胞培养监控室的前下方，电脑总控系统的主机柜内安装固定有通过数据线与全部的机电设备相连接的集中控制系统、数据采集系统和平台管理系统电子集成模块，并且通过外置的显示器和操作界面实时存储和显示各机电设备的运行状况；所述细胞培养瓶升降运输室为顶板安装固定有紫外灯、下壁板安装固定有供升降运输车运行的齿轨，一端与细胞培养室连通的长方形柜机；所述升降运输车为安装有升降传送臂的运输车，升降运输车的下部通过传动齿轮与细胞培养瓶升降运输室下壁板固定安装的齿轨相互齿合，并可通过机电传动驱使作向前或向后的水平运行；所述细胞培养室为内部设置1-20层隔板，上下前后四壁安装固定有保温夹层和CO2混合气体出入孔的长方形柜机，并且一端通过弹力门轴和智能把手扣锁与双层细胞培养室门连接；所述主控动力机柜安装固定在细胞培养室和细胞培养瓶升降运输室的前下方，旁边与电脑总控系统的机柜通过螺丝固定在一起，并且有水管、电线、气体和真空管道穿行。为了使得机电转动装置可以特定的方向、转速和旋转角度进行运行，作为本专利技术一种全自动细胞分离培养系统优选的，所述样本传递室通过滑轨和机电转动装置与滑轨内窗连接，通过弹力门轴和智能把手扣锁与外窗相连接；所述样本室外窗在关闭并锁紧时，安装在智能把手扣锁上方的定时供电模块自动触发样本传递室顶部的紫外灯照射1-15分钟；所述样本传递室的下壁板安装固定有样本架，在样本架上设置有样本安放卡槽和红外传感器，所述红外传感器探测到有样品管放置在样本架的卡槽时，通过电脑总控系统自动锁死外窗的智能把手扣锁，驱动机电转动装置开启滑轨内窗，同时驱动细胞分离工作室内安装固定的智能夹持万向机械手臂从样本架的卡槽里将样品管夹持到细胞分离工作内，所述红外传感器探测到样本架卡槽里的样品管被全部移除后，通过电脑总控系统自动驱动机电转动装置关闭滑轨内窗，同时解锁智能把手扣锁；所述机电转动装置由程控的伺服马达和减速齿轮组组成，并且在电脑总控系统控制下可以特定的方向、转速和旋转角度进行运行。为了使得进行样品管振荡或者样品管倾倒，作为本专利技术一种全自动细胞分离培养系统优选的，所述细胞分离工作室顶壁正中安装固定有净化空气垂直风淋窗口，顶壁后部安装固定有纵向悬梁，在纵向悬梁上安装固定有智能夹持万向机械手臂和智能瓶盖旋拧机械手臂，所述净化空气垂直风淋窗口在全自动细胞分离培养系统开启后全程输送经过三级过滤的净化空气；所述智能夹持万向机械手臂为机电转动装置的万向机械手臂，在机械手臂的前端安装固定有光标探测器和机电传动的手型离心管夹，所述手型离心管夹通过光标探测器进行识别和定位，在电脑总控系统控制下可随智能夹持万向机械手臂的屈伸和旋转作上下、左右、前后移动并精准定位，所述手型离心管夹的手型离心管夹通过夹持或者松开的状态变换，在样本传递室、智能恒温摇床、智能离心机和离心管供应室的特定位置抓取或者放下样品管，与智能瓶盖旋拧机械手臂配合打开和拧紧样品管瓶盖，向废料回收室丢弃废品，通过机械手臂的往复运动和旋转进行样品管振荡或者样品管倾倒。为了使得智能旋拧瓶盖，作为本专利技术一种全自动细胞分离培养系统优选的，所述智能瓶盖旋拧机械手臂为机电传动的机械旋拧手臂，在手臂的前端安装固定有垂直方向的全密封旋拧机械手和水平方向的半密封旋拧机械手，两种旋拧机械手的爪齿上均安装固定有触碰传感器，所述触碰传感器首次被样品管管体触发后，智能瓶盖旋拧机械手臂的旋拧机械手自动夹持样品管瓶盖逆时针旋转，拧开并加持瓶盖，所述触碰传感器再次被样品管管体触发后，智能瓶盖旋拧机械手臂的旋拧机械手夹持样品管瓶盖顺时针旋转，拧紧并松开瓶盖，所述全密封旋拧机械手被样品管管体触发后旋转2-8圈，所述半密封旋拧机械手被样品管管体触发后旋转1-4圈。为了使得打开摇床盖板，作为本专利技术一种全自动细胞分离培养系统优选的，所述细胞分离工作室下部安装固定有智能恒温摇床、智能离心机和培养瓶滑轨运输链；所述智能恒温摇床的样品网架外周安装固定有水位水温传感器和样品定位器，所述水位水温传感器通过探测恒温摇床的水位和水温，自动开启补水、水浴加热和制冷，使恒温摇床的水浴维持在0.1-99.9℃范围内的设定温度，所述恒温摇床样品定位器通过探测插入恒温摇床的样品管外形和位置，经电脑总控系统自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动细胞分离培养系统，包括样本传递室(1)，其特征在于：所述样本传递室(1)由外窗(2)、缓冲室(3)和滑轨内窗(4)组成，所述外窗(2)通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与缓冲室(3)固定连接，所述缓冲室(3)为上部安装有紫外灯(7)、下部安装有样本架(8)的长方形箱体，并且缓冲室(3)的另一端通过可由机电转动装置(11)自动进行开启或关闭的滑轨内窗(4)与细胞分离工作室(10)相通；所述细胞分离工作室(10)为顶板安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)、纵向悬梁(9)以及安装固定在纵向悬梁(9)的智能夹持万向机械手臂(13)和智能瓶盖旋拧机械手臂(20)，后壁板通过两个滑轨内窗(4)分别与离心管供应室(14)和废料回收室(15)连通，下壁板安装固定有智能恒温摇床(16)、智能离心机(17)和培养瓶滑轨运输链(24)的长方形柜机，并且一端与细胞换液传代工作室(18)完全相通；所述细胞换液传代工作室(18)为顶部安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)、纵向悬梁(9)以及安装固定在纵向悬梁(9)的智能加样万向机械手臂(19)和智能瓶盖旋拧机械手臂(20)，后部壁板安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂(21)且通过一个滑轨内窗(4)与培养瓶供应室(22)连通、下部壁板安装固定有培养瓶滑轨运输链(24)的长方形柜机，并且一端与细胞培养监控室(25)完全相通；所述智能加样万向机械手臂(19)通过试剂与燃料导管和安装固定在细胞换液传代工作室(18)后壁外的低温试剂供应室(23)相通，所述低温试剂供应室(23)为存储试剂与燃料的低温冰箱，所述细胞培养监控室(25)为顶板安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)，后壁板安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂(21)且通过一个滑轨内窗(4)与细胞采样室(26)连通、下壁板安装固定有培养瓶滑轨运输链(24)、细胞智能成像系统(27)和电脑总控系统(28)主机柜的长方形柜机，并且一端通过一个滑轨内窗(4)与细胞培养瓶升降运输室(30)相通；所述电脑总控系统(28)位于细胞培养监控室(25)的前下方，电脑总控系统(28)的主机柜内安装固定有通过数据线与全部的机电设备相连接的集中控制系统、数据采集系统和平台管理系统电子集成模块，并且通过外置的显示器(29)和操作界面实时存储和显示各机电设备的运行状况；所述细胞培养瓶升降运输室(30)为顶板安装固定有紫外灯(7)、下壁板安装固定有供升降运输车(31)运行齿轨(32)，一端与细胞培养室(35)连通的长方形柜机，所述升降运输车(31)为安装有升降传送臂(33)的运输车，升降运输车(31)的下部通过传动齿轮(34)与细胞培养瓶升降运输室(30)下壁板固定安装的齿轨(32)相互齿合，并可通过机电传动驱使作向前或向后的水平运行；所述细胞培养室(35)为内部设置1‑20层隔板(36)，上下前后四壁安装固定有加热保温夹层(37)和CO2混合气体出入孔(38)的长方形柜机，并且一端通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与双层细胞培养室门(39)连接；所述主控动力机柜(40)安装固定在细胞培养室(35)和细胞培养瓶升降运输室(30)的前下方，旁边与电脑总控系统(28)的机柜通过螺丝固定在一起，并且有水管、电线、气体和真空管道穿行。...

【技术特征摘要】
1.一种全自动细胞分离培养系统，包括样本传递室(1)，其特征在于：所述样本传递室(1)由外窗(2)、缓冲室(3)和滑轨内窗(4)组成，所述外窗(2)通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与缓冲室(3)固定连接，所述缓冲室(3)为上部安装有紫外灯(7)、下部安装有样本架(8)的长方形箱体，并且缓冲室(3)的另一端通过可由机电转动装置(11)自动进行开启或关闭的滑轨内窗(4)与细胞分离工作室(10)相通；所述细胞分离工作室(10)为顶板安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)、纵向悬梁(9)以及安装固定在纵向悬梁(9)的智能夹持万向机械手臂(13)和智能瓶盖旋拧机械手臂(20)，后壁板通过两个滑轨内窗(4)分别与离心管供应室(14)和废料回收室(15)连通，下壁板安装固定有智能恒温摇床(16)、智能离心机(17)和培养瓶滑轨运输链(24)的长方形柜机，并且一端与细胞换液传代工作室(18)完全相通；所述细胞换液传代工作室(18)为顶部安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)、纵向悬梁(9)以及安装固定在纵向悬梁(9)的智能加样万向机械手臂(19)和智能瓶盖旋拧机械手臂(20)，后部壁板安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂(21)且通过一个滑轨内窗(4)与培养瓶供应室(22)连通、下部壁板安装固定有培养瓶滑轨运输链(24)的长方形柜机，并且一端与细胞培养监控室(25)完全相通；所述智能加样万向机械手臂(19)通过试剂与燃料导管和安装固定在细胞换液传代工作室(18)后壁外的低温试剂供应室(23)相通，所述低温试剂供应室(23)为存储试剂与燃料的低温冰箱，所述细胞培养监控室(25)为顶板安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)，后壁板安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂(21)且通过一个滑轨内窗(4)与细胞采样室(26)连通、下壁板安装固定有培养瓶滑轨运输链(24)、细胞智能成像系统(27)和电脑总控系统(28)主机柜的长方形柜机，并且一端通过一个滑轨内窗(4)与细胞培养瓶升降运输室(30)相通；所述电脑总控系统(28)位于细胞培养监控室(25)的前下方，电脑总控系统(28)的主机柜内安装固定有通过数据线与全部的机电设备相连接的集中控制系统、数据采集系统和平台管理系统电子集成模块，并且通过外置的显示器(29)和操作界面实时存储和显示各机电设备的运行状况；所述细胞培养瓶升降运输室(30)为顶板安装固定有紫外灯(7)、下壁板安装固定有供升降运输车(31)运行齿轨(32)，一端与细胞培养室(35)连通的长方形柜机，所述升降运输车(31)为安装有升降传送臂(33)的运输车，升降运输车(31)的下部通过传动齿轮(34)与细胞培养瓶升降运输室(30)下壁板固定安装的齿轨(32)相互齿合，并可通过机电传动驱使作向前或向后的水平运行；所述细胞培养室(35)为内部设置1-20层隔板(36)，上下前后四壁安装固定有加热保温夹层(37)和CO2混合气体出入孔(38)的长方形柜机，并且一端通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与双层细胞培养室门(39)连接；所述主控动力机柜(40)安装固定在细胞培养室(35)和细胞培养瓶升降运输室(30)的前下方，旁边与电脑总控系统(28)的机柜通过螺丝固定在一起，并且有水管、电线、气体和真空管道穿行。2.根据权利要求1所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述样本传递室(1)通过滑轨和机电转动装置(11)与滑轨内窗(4)连接，通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与外窗(2)相连接；所述样本室外窗(2)在关闭并锁紧时，安装在智能把手扣锁(6)上方的定时供电模块(41)自动触发样本传递室(1)顶部的紫外灯(7)照射1-15分钟；所述样本传递室(1)的下壁板安装固定有样本架(8)，在样本架(8)上设置有样本安放卡槽和红外传感器(42)。3.根据权利要求1所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述细胞分离工作室(10)顶壁正中安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)，顶壁后部安装固定有纵向悬梁(9)，在纵向悬梁(9)上安装固定有智能夹持万向机械手臂(13)和智能瓶盖旋拧机械手臂(20)；所述智能夹持万向机械手臂(13)为机电转动装置(11)的万向机械手臂，在机械手臂的前端安装固定有光标探测器(43)和机电传动的手型离心管夹(44)。4.根据权利要求3所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述智能瓶盖旋拧机械手臂(20)为机电转动装置(11)的机械旋拧手臂，在手臂的前端安装固定有垂直方向的全密封旋拧机械手(45)和水平方向的半密封旋拧机械手(45)，两种旋拧机械手(45)的爪齿上均安装固定有触碰传感器(46)。5.根据权利要求1所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述细胞分离工作室(10)下部安装固定有智能恒温摇床(16)、智能离心机(17)和培养瓶滑轨运输链(24)；所述智能恒温摇床(16)的样品网架外周安装固定有水位水温传感器(47)和样品定位器(48)。6.根据权利要求5所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述离心机(17)的离心池口四周安装固定有1-16个光标探测器(43)。7.根据权利要求5所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述培养瓶滑轨运输链(24)由培养瓶滑轨运输带(51)、运输链底座(52)和固定在运输链底座(52)上的高低水平调节立柱(53)三部分组成，所述培养瓶滑轨运输带(51)由传动轴架(54)、机电转动装置(11)齿轮组和履带组成，所述传动轴架(54)外周安装固定有成对垂直向下的调节螺栓(55)，所述调节螺栓(55)与对应的高低水平调节立柱(53)通过螺丝扣连接在一起，所述培养瓶滑轨运输带(51)的履带边缘分布有对称的挂齿(56)，所述高低水平调节立柱(53)为安装固定在运输链底座(52)上的培养瓶滑轨运输带(51)支撑柱，所述高低水平调节立柱(53)的中心部位设置有可转动的螺母，所述螺母与传动轴架(54)对应的传动轴架(54)通过螺丝扣相连接。8.根据权利要求1所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述细胞分离工作室(10)后壁通过两个滑轨内窗(4)分别与离心管供应室(14)和废料回收室(15)连通；所述离心管供应室(14)通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与外窗(2)连接；所述离心管供应室(14)内设置有离心管托架(58)，在离心管托架(58)上按容积从小到大插放有带表面标识的无菌离心管和按重量从小到大插放有带表面标识的无菌平衡离心管(57)，在离心管托架(58)上安装固定有多个红外传感器(42)。9.根据权利要求8所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述废料回收室(15)通过弹力门轴(5)和智能把手扣锁(6)与外窗(2)连接；所述废料回收室(15)内设置有盛放废旧离心管、培养瓶和加样器头等一次性耗材的垃圾收纳盒(59)，在废料回收室(15)侧壁安装固定有正对垃圾收纳盒(59)上沿的多个红外传感器(42)。10.根据权利要求1所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述细胞换液传代工作室(18)一端与细胞培养监控室(25)连通，下部安装有培养瓶滑轨运输链(24)，顶部中央安装固定有净化空气垂直风淋窗口(12)，顶后部安装固定有纵向悬梁(9)，在纵向悬梁(9)上安装固定有智能加样万向机械手臂(19)和智能瓶盖旋拧机械手臂(20)，所述净化空气垂直风淋窗口(12)在全自动细胞分离培养系统开启后全程输送经过三级过滤的净化空气，所述智能加样万向机械手臂(19)为机电转动装置的万向机械手臂，在机械手臂的前端安装固定有自动加样器(60)、光标探测器(43)和酒精火焰喷射器(61)；所述自动加样器(60)设置有1-5个自动加样器头(62)，所述加样器头(62)经各自的蠕动泵(65)、电磁水阀(63)和硅胶导管(64)从低温试剂供应室(23)的试剂瓶(93)向加样器头(62)输注试剂，所述酒精火焰喷射器(61)由输送酒精的燃料导管(66)、雾化喷射泵(67)、电磁水阀(63)和自动点火喷口(68)组成，酒精火焰喷射器(61)的自动点火喷口(68)正对着自动加样器(60)的加样器头(62)下方，在加样前和加样后酒精火焰喷射器(61)可自动向加样器头(62)喷射火焰1-15秒，所述光标探测器(43)安装固定在酒精火焰喷射器(61)的雾化喷射泵(67)下方，探头朝向加样器头(62)下方。11.根据权利要求1所述的一种全自动细胞分离培养系统，其特征在于：所述细胞换液传代工作室(18)后壁安装固定有培养瓶吸持万向机械手臂(21)，并且通过一个滑轨内窗(4)与培养瓶供应室(22)相连通；所述培养瓶吸持万向机械手臂(21)为前端安装固定有培养瓶吸盘(69)和光标探测器(43)的四轴机电驱动机械手臂，所述培养瓶吸盘(69)配置有1-20个真空吸盘经电磁气阀(70)和真空气管(71...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅兰轲，
申请(专利权)人：傅兰轲，
类型：发明
国别省市：北京,11