一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱制造技術

本發明專利技術提出一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱，包括箱體、培養架組件、滅菌單元、控溫系統單元、光環境控制單元和控制模塊，培養架組件包括機架、培養瓶固定板、燈板、燈板升降模塊和搖動模塊，培養瓶固定板上設有用于置瓶槽；燈板水平設于培養瓶固定板上方的機架處且燈板上設有瓶孔，瓶孔設有LED光源；控溫系統單元的散熱風扇出風方向指向培養架組件，排風扇的出風方向指向箱體外；當培養架組件進行培養作業時，搖動模塊驅動機架搖動，燈板升降模塊驅動燈板移動使燈板瓶孔套于錐形培養瓶處，LED光源對培養瓶提供光照，燈板瓶孔與培養瓶外壁間留有形成散熱風路的間隙；本發明專利技術能以LED光源提供可定制的光照環境，而且不易因光源熱量影響箱溫。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及涉及光學培養設備，尤其是一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱。
技術介紹
懸浮培養是指一種在受到不斷攪動或搖動的液體培養基里，培養單細胞及小細胞團的組織培養系統，是非貼壁依賴性細胞的一種培養方式。懸浮培養在次生代謝產物的生產上應用廣泛，并具有無可比擬的優越性。通常情況下，實驗室所用懸浮培養的標準錐形瓶的容量為150ml、200ml、250ml，瓶身外徑分別為69mm、75mm、85mm。如今恒溫搖床在懸浮培養的運用已經越來越廣泛，但在研究光對懸浮培養的影響時，市面上很多恒溫搖床均達不到實驗要求。光可以提高懸浮培養的質量和次生代謝產物含量，但是市面上的搖床，燈源安裝設計的不合理以及錐形瓶的封口塑料袋遮擋光線等問題，嚴重影響到光照的均勻性，使實驗結果存在很大的誤差。因此研發一款高光能利用率搖床培養架就非常必要。燈源設計是高光能利用率搖床的核心部分。由于懸浮培養特殊性：錐形瓶封口塑料袋和錐形瓶在不斷的變換位置，都會影響到光照的均勻性。目前市面上的恒溫搖床，燈源的安裝設計五花八門，都不能滿足光照培養。有的搖床將燈條安裝于側面，有的搖床將燈板安裝于頂部，但都不能夠解決光均勻性問題；如何為懸浮培養設計具有更優光照環境的燈源，是一個研究方向。LED光源是近年興起的一種冷光源，具有節電和節省空間的優點，部分專利把LED光源用于培養箱，LED光源的發光面有方向性且光量有限，需有一定數量的LED芯片共同工作才容易達到培養箱所需的光環境，然而LED光源雖是冷光源卻有一定工作溫度，如在培養箱內大量使用LED光源有可能使培養箱的溫度環境不易控制，如何解決這些問題，也是一個研究方向。
技術實現思路
本專利技術提出一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱，能以LED光源提供可定制的光照環境，而且不易因光源熱量影響箱溫。本專利技術采用以下技術方案。一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱，所述培養箱包括箱體、培養架組件、滅菌單元、控溫系統單元、光環境控制單元和控制模塊，所述控制模塊與滅菌單元、控溫系統單元和光環境控制單元相連，箱體上設有玻璃窗口；所述培養架組件包括機架、培養瓶固定板、燈板、燈板升降模塊和搖動模塊，所述培養瓶固定板水平設置于機架上，培養瓶固定板上設有用于固定錐形培養瓶的置瓶槽；所述燈板水平設于培養瓶固定板上方的機架處并與燈板升降模塊相連，燈板上設有多個供錐形培養瓶上部探入的瓶孔，每個瓶孔的內壁處均勻設有多個LED光源；所述光環境控制單元包括光質控制單元、光周期控制單元、光強控制單元、遮光門和遮光模塊，所述光質控制單元、光強控制單元與燈板上的LED光源相連，所述遮光門設于玻璃窗口處并與遮光模塊相連；所述控溫系統單元包括溫感模塊、散熱風扇、排風扇和電熱元件，散熱風扇的出風方向指向培養架組件，排風扇的出風方向指向箱體外，當溫感模塊測得的箱內溫度超出閾值時，控溫系統模塊對箱內溫度進行控制；當培養架組件進行培養作業時，搖動模塊驅動機架搖動，燈板升降模塊驅動燈板移動使燈板瓶孔套于錐形培養瓶處，燈板瓶孔處的LED光源對培養瓶提供光照，燈板瓶孔與錐形培養瓶外壁間留有形成散熱風路的間隙。所述瓶孔內壁處的多個LED光源的發光體為LED芯片，所述LED芯片包括紅光LED芯片、綠光LED芯片和藍光LED芯片，多個LED光源按光色不同在瓶孔內壁處分組排列，形成紅光LED光帶、綠光LED光帶和藍光LED光帶。所述光質控制單元、光強控制單元和光周期控制單元按控制模塊的指令，通過控制培養瓶所在瓶孔處的紅光LED光帶、綠光LED光帶和藍光LED光帶內LED芯片的發光數量和發光強度，來控制培養瓶所接受光線內的各類顏色光的百分比，以及控制燈板對培養瓶的光照強度和光照時間。所述LED芯片的發光面朝向瓶孔中軸。所述滅菌單元為紫外光殺菌單元。所述置瓶槽處設有感應天平。所述燈板升降模塊包括垂直設置的絲桿傳動裝置和垂直向的直線導軌。所述燈板呈矩形，所述絲桿傳動裝置與矩形燈板的一角相連以驅動燈板升降，所述矩形燈板的另外三個角置于直線導軌處滑移。所述燈板以固定夾與絲桿傳動裝置、直線導軌相連，直線導軌上設有安裝固定夾的滑塊。所述燈板主體以鋁金屬成型，燈板與燈板瓶孔處的LED光源側面接觸以導出LED光源工作時的熱量；所述培養瓶固定板上的置瓶槽包括內圈和外圈，置瓶槽內圈尺寸可調。本專利技術中，當培養架組件進行培養作業時，燈板升降模塊驅動燈板移動使燈板瓶孔套于錐形培養瓶處，燈板瓶孔處的LED光源對培養瓶提供光照；由于培養瓶在進行培養作業時，瓶口多設有封口，本專利技術的此項設計可以使得燈板直接把光線照射于培養瓶的內容物上，避免瓶品的封口塑料袋遮擋光照。本專利技術中，所述培養架組件包括機架、培養瓶固定板、燈板、燈板升降模塊和搖動模塊，所述培養瓶固定板水平設置于機架上，培養瓶固定板上設有用于固定錐形培養瓶的置瓶槽；所述燈板水平設于培養瓶固定板上方的機架處并與燈板升降模塊相連；由于培養架在培養作業時是固定于搖動裝置上的，該設計使得燈板能與培養架同步搖動，解決了培養瓶因位置變換而導致的光強變化不均的問題。本專利技術中，當培養架組件進行培養作業時，燈板瓶孔處的LED光源對培養瓶提供光照，燈板瓶孔與錐形培養瓶外壁間留有形成散熱風路的間隙；所述控溫系統單元包括溫感模塊、散熱風扇、排風扇和電熱元件，散熱風扇的出風方向指向培養架組件，排風扇的出風方向指向箱體外；該設計使得LED光源工作時的熱量不會直接傳導至培養瓶上，不會對培養瓶的培養作業造成影響，而且散熱風扇對培養瓶固定板吹風時，冷氣流通過燈板瓶孔與錐形培養瓶外壁間的間隙能起到隔熱作用，使得LED光源熱量不易影響培養瓶的溫度環境。本專利技術中，所述燈板主體以鋁金屬成型，燈板與燈板瓶孔處的LED光源側面接觸以導出LED光源工作時的熱量，散熱風扇的出風方向指向培養架組件，排風扇的出風方向指向箱體外；所述燈板水平設于培養瓶固定板上方的機架處并與燈板升降模塊相連；該設計形成了燈板瓶孔處的大面積散熱片結構，散熱風扇的出風能吹到燈板上并帶走燈板上的熱，從而使得LED光源的熱量能很快地排至培養箱外，不易對培養箱內的溫度環境造成影響。本專利技術中，所述瓶孔內壁處的多個LED光源的發光體為LED芯片，所述LED芯片包括紅光LED芯片、綠光LED芯片和藍光LED芯片，多個LED光源按光色不同在瓶孔內壁處分組排列，形成紅光LED光帶、綠光LED光帶和藍光LED光帶；所述光質控制單元、光強控制單元和光周期控制單元按控制模塊的指令，通過控制培養瓶所在瓶孔處的紅光LED光帶、綠光LED光帶和藍光LED光帶內LED芯片的發光數量和發光強度，來控制培養瓶所接受光線內的各類顏色光的百分比，以及控制燈板對培養瓶的光照強度和光照時間；該設計使得燈板能發出中心波長為660nm的紅光；中心波長為520nm的黃綠光；中心波長為450nm的藍光，光周期實現每種顏色LED芯片的光照時間在0-24h分別可調，滿足了懸浮培養在不同生長階段對不同光照強度、不同光質和不同光照時間的需求，而且讓燈板對培養瓶的光照強度、各色光的含量能精確控制，有利于培養箱對各類組織采用對應的光環境進行培養，提升培養箱的兼容度。本專利技術中，所述培養瓶固定板上的置瓶槽包括內圈和外圈，置瓶槽內圈尺寸可調；該設計使得置瓶槽能適用于容量為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱，其特征在于：所述培養箱包括箱體、培養架組件、滅菌單元、控溫系統單元、光環境控制單元和控制模塊，所述控制模塊與滅菌單元、控溫系統單元和光環境控制單元相連，箱體上設有玻璃窗口；所述培養架組件包括機架、培養瓶固定板、燈板、燈板升降模塊和搖動模塊，所述培養瓶固定板水平設置于機架上，培養瓶固定板上設有用于固定錐形培養瓶的置瓶槽；所述燈板水平設于培養瓶固定板上方的機架處并與燈板升降模塊相連，燈板上設有多個供錐形培養瓶上部探入的瓶孔，每個瓶孔的內壁處均勻設有多個LED光源；所述光環境控制單元包括光質控制單元、光周期控制單元、光強控制單元、遮光門和遮光模塊，所述光質控制單元、光強控制單元與燈板上的LED光源相連，所述遮光門設于玻璃窗口處并與遮光模塊相連；所述控溫系統單元包括溫感模塊、散熱風扇、排風扇和電熱元件，散熱風扇的出風方向指向培養架組件，排風扇的出風方向指向箱體外，當溫感模塊測得的箱內溫度超出閾值時，控溫系統模塊對箱內溫度進行控制；當培養架組件進行培養作業時，搖動模塊驅動機架搖動，燈板升降模塊驅動燈板移動使燈板瓶孔套于錐形培養瓶處，燈板瓶孔處的LED光源對培養瓶提供光照，燈板瓶孔與錐形培養瓶外壁間留有形成散熱風路的間隙。...

【技術特征摘要】
1.一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱，其特征在于：所述培養箱包括箱體、培養架組件、滅菌單元、控溫系統單元、光環境控制單元和控制模塊，所述控制模塊與滅菌單元、控溫系統單元和光環境控制單元相連，箱體上設有玻璃窗口；所述培養架組件包括機架、培養瓶固定板、燈板、燈板升降模塊和搖動模塊，所述培養瓶固定板水平設置于機架上，培養瓶固定板上設有用于固定錐形培養瓶的置瓶槽；所述燈板水平設于培養瓶固定板上方的機架處并與燈板升降模塊相連，燈板上設有多個供錐形培養瓶上部探入的瓶孔，每個瓶孔的內壁處均勻設有多個LED光源；所述光環境控制單元包括光質控制單元、光周期控制單元、光強控制單元、遮光門和遮光模塊，所述光質控制單元、光強控制單元與燈板上的LED光源相連，所述遮光門設于玻璃窗口處并與遮光模塊相連；所述控溫系統單元包括溫感模塊、散熱風扇、排風扇和電熱元件，散熱風扇的出風方向指向培養架組件，排風扇的出風方向指向箱體外，當溫感模塊測得的箱內溫度超出閾值時，控溫系統模塊對箱內溫度進行控制；當培養架組件進行培養作業時，搖動模塊驅動機架搖動，燈板升降模塊驅動燈板移動使燈板瓶孔套于錐形培養瓶處，燈板瓶孔處的LED光源對培養瓶提供光照，燈板瓶孔與錐形培養瓶外壁間留有形成散熱風路的間隙。2.根據權利要求1所述的一種用于懸浮培養的高光能利用率搖床培養箱，其特征在于：所述瓶孔內壁處的多個LED光源的發光體為LED芯片，所述LED芯片包括紅光LED芯片、綠光LED芯片和藍光LED芯片，多個LED光源按光色不同在瓶孔內壁處分組排列，形成紅光LED光帶、綠光LED光帶和藍光LED光帶。3.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李漢生，賴鐘雄，林爭春，林玉玲，王云嬡，詹陳巧，陳曉慧，陳裕坤，程春振，
申請(專利權)人：福建農林大學，
類型：發明
國別省市：福建;35