[发明专利]用于细胞培养的供气系统

说明书

本发明公开了一种用于细胞培养的供气系统，包括：气源模块、气体混合模块和培养室供气模块；所述气体混合模块包括质量流量控制器、混合腔、浓度传感器和中央控制器；所述培养室供气模块包括与多个培养室一一对应的多个供气单元，每个供气单元均包括与对应的所述培养室的进气端连接的供气泵和与对应的所述培养室的出气端连接的单向阀。本发明的用于细胞培养的供气系统能实现三种气体在线动态混合和浓度快速调节，且气体浓度控制稳定性高；本发明通过将培养室排出的气体回流循环使用，能降低供气系统的耗气量低；本发明能支持多个培养室同时相互独立供气，在进行其中部分培养室操作时不会影响系统气路和其他培养室的正常工作。

技术领域

本发明涉及细胞培养领域，特别涉及一种用于细胞培养的供气系统。

背景技术

细胞培养混合气体是细胞体外培养生存必需条件之一，混合气体主要成分为氧气、二氧化碳和氮气。氧气能够支持细胞呼吸，产生供给细胞生长所需的能量和合成细胞生长所需用的各种成分。二氧化碳既是细胞代谢产物，也是细胞生长繁殖所需成分,它在细胞培养中的主要作用在于调节和维持培养液的pH值，大多数细胞的适宜pH为7.2-7.4，偏离这一范围对细胞培养将产生有害的影响。以胚胎细胞体外培养为例，为保证胚胎最佳发育状态，主流的混合气配比为5％CO₂、5％O₂和90％N₂。

目前细胞培养箱的供气方式有两种，一种将CO₂作为气源，向培养箱内供应CO₂，控制箱内初始空气中的CO₂比例，一般最终混合气体为5％的CO₂和95％的空气，因此O₂和N₂的相对比例固定，适用于常规细胞培养；另一种将CO₂、N₂和空气(或O₂)作为气源，向培养箱内供应混合气，对CO₂和O₂的浓度均可以进行控制调节，可以满足体外受精(IVF)胚胎细胞、干细胞培养等的严苛要求，应用范围更加广泛。现有细胞培养箱的供气方式一般只支持单个大腔室供气，所有细胞均在同一个空间内进行培养，取放任意一个培养器皿都需进行开箱操作，容易破坏培养室的温度和气体环境，需要重新建立新的平衡条件，对细胞会造成潜在的伤害，同时也会增加耗气量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于细胞培养的供气系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于细胞培养的供气系统，包括：气源模块、气体混合模块和培养室供气模块；

所述气体混合模块将所述气源模块提供的多种气体均匀混合后输送至所述培养室供气模块，所述气体混合模块包括质量流量控制器、混合腔、浓度传感器和中央控制器，每种气体分别通过一个独立的质量流量控制器控制进气量后输送至所述混合腔中进行混合，所述中央控制器根据所述混合腔内的浓度传感器的监测值与预先设定的目标值的差值计算每种气体的需求量，并对所述质量流量控制器进行控制，以调节每种气体的进气量；

所述培养室供气模块包括与多个培养室一一对应的多个供气单元，每个供气单元均包括与对应的所述培养室的进气端连接的供气泵和与对应的所述培养室的出气端连接的单向阀，所述供气泵与所述混合腔的供气口连接，所述单向阀与所述混合腔的回气口连接；所述混合腔中的混合气体由所述供气口排出后在所述供气泵的作用下进入所述培养室，混合气体流经所述培养室后再依次进过所述单向阀、回气口返回至所述混合腔中，形成循环气路。

优选的是，所述气源模块用于提供多种气体，其包括多个压缩气源单元，所述压缩气源单元包括压缩气瓶、与所述压缩气瓶的出气口连接的减压阀以及与所述减压阀连接的过滤器，所述压缩气瓶中的气体经过所述减压阀减压、过滤器过滤后输入到所述混合腔内。

优选的是，所述气源模块还包括空气气源单元，所述空气气源单元包括进气泵以及与进气泵连接的过滤器，空气在所述进气泵的作用下经过所述过滤器过滤后输入到所述混合腔内。