[实用新型]一种显微镜用活细胞培养环境控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种显微镜用活细胞培养环境控制系统，属于细胞成像技术领域。 

背景技术

活细胞成像是一种通过实时动态或者在一段时间内的图像采集，来观察细胞内部结构运动变化和细胞生理过程的研究方法。活细胞成像一方面要保持细胞的生理活性，另一方面能够使用显微镜进行实时观察和图像采集，因此需要细胞培养环境控制系统的支持。细胞培养环境控制系统是活细胞成像所必须的基本部件。在没有培养基或者适宜的温度等条件下，动物细胞通常只能维持短时间的正常活动。因而在显微镜上实现活细胞成像，就必须要使用培养环境控制系统，以维持细胞的正常代谢状态。 

目前应用的活细胞环境控制系统有两种，第一种是小型控制盒，体积约300毫升，系统由置于载物台上的培养室、加湿器、温控器、二氧化碳气体混合设备组成。第二种是大型培养箱箱体，体积约125升，其部件包括覆盖整个显微镜的透明箱体，温、湿度控制及鼓风、CO₂浓度控制等，箱体需紧密贴合显微镜镜身，并开有窗口方便操作。第一种系统，体积小，最大的问题是温度控制的精确度不够；其次，由于培养室盖上内外的温差，会结有冷凝水，严重影响DIC和透射光的观察效果；第三，由于培养室上盖有温控走线，阴影会影响多点拍摄效果。第二种系统，由于体积庞大、笨重，安装复杂，一般适合功能专一的活细胞工作站系统，作为高价值、高性能显微镜，其功能完备、需求多样，这就导致如果采用这种大培养箱的话，就需要经常拆装，而这种操作，损坏箱体或者仪器的风险很大。 

综上，以上这两种常用的活细胞环境控制系统由于各自结构的原因，在应用的适应性上，都受到一定的限制。 

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种中型箱体，体积约15～20升的显微镜用活细胞培养环境控制系统，达到易于操作、体积适中，能快速拆装，保证细胞所在位置温度稳定、准确，并达到准确控制培养箱箱体的温度、湿度和CO₂浓度的目的。 

本实用新型的技术方案为：一种显微镜用活细胞培养环境控制系统，其特征在于：包括上位计算机、控制器、培养箱和一体化执行器；所述的上位计算机与控制器双向连接；所述 的控制器包含多点温度控制器和CO₂浓度控制器；所述的培养箱和显微镜相配合，形成了相对密闭的箱体，构成细胞培养环境；所述的一体化执行器安装在培养箱箱体右侧面；所述的培养箱箱体在中间部位留有显微镜安装位置，形成了马鞍形结构，该结构由左右顶板、左右面板、左右背板、左右底板、左右侧板组成，其中右侧板为多孔通风板，与一体化执行器连接，培养箱内部的左右隔板和显微镜载物台在一个平面上，将箱体分隔成上下层与一体化执行器相配合，形成上下层各自独立工作的层流送风结构。 

所述的培养箱箱体在中间部位留有显微镜安装位置，形成了马鞍形结构，该结构由左右顶板、左右面板、左右背板、左右底板、左右侧板组成，其中右侧板为多孔通风板，与一体化执行器连接，培养箱内部的左右隔板和显微镜载物台在一个平面上，将箱体分隔成上下层与一体化执行器相配合，形成上下层各自独立工作的层流送风结构。 

所述的培养箱的左右顶板分别位于显微镜载物台上方、聚光镜转盘下方，左右顶板能够向两侧打开和闭合，左右顶板的中间区域分别开有半圆孔，与聚光镜镜身相匹配。 

所述的培养箱箱体内部安装有多个温度检测探头和一个CO₂检测探头，温度检测探头分别安装在载物台上方、下方和左右底板上，CO₂浓度探头安装在载物台上方。各温度检测探头的输出连接至多点温度控制器，CO₂浓度探头输出连接至CO₂浓度控制器。 

所述的培养箱底板采用RTO导电玻璃材质，RTO导电玻璃具有升温和保温的作用，降低箱体散热对温控精度的影响，可以消除层流送风系统的温控死角和温度梯度。 

所述的控制器内部的功率控制器用于控制第一温控执行器、第二温控执行器、出风微流风扇的运行功率，功率控制器的作用是控制一体化执行器上下层的温控执行器和出风微流风扇的运行功率。 

所述的控制器内部的多点温度控制器采用高速高精度控制器，其温度采样速度达到100次/秒，控制分辨率达到0.01℃，以保证温度的精准。