冻融细胞振荡破碎仪的利记博彩app
【专利摘要】一种自动摇动破碎冻融细胞的冻融细胞振荡破碎仪，具有一对对称摇臂，两个摇臂运动方向相反以抵消整机的晃动和位移；每个摇臂上有与细胞容器匹配的摇动支架，支架上可以安装固定多个细胞容器；装置由CPU控制系统编程控制摇动频率和摇动时间。其实现办法是：摇臂通过曲轴、减速带轮、皮带、电机轴套与电机相连，电机的转动转换为摇臂的水平运动，两个摇臂对称安装于曲轴上。两个承载细胞容器的支架固定安装在两个摇臂上，支架与其固定的摇臂同方向、同频率运动。每个支架上可以固定多个细胞容器。
【专利说明】冻融细胞振荡破碎仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种生物技术特别是生物制药领域用仪器，尤其适用于将低温冷冻的细胞振荡撞击快速破碎的装置。
【背景技术】
[0002]细胞破碎技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。破碎细胞的目的主要有二，一是获得细胞的内含物，二是获得细胞膜物质。不论是那一种目的，获得最大的破碎率和最大的破碎效率是所有破碎技术追求的目标。
[0003]不同的细胞，其细胞破碎的难易不一，使用的方法也不相同。细菌、酵母、真菌、植物都有细胞壁，但成分不同，且同类细胞结成的网状结构不同，因此其细胞壁的坚固程度不同。动物细胞虽没有细胞壁，但具有细胞膜，另外，破碎的目的不同，如有的需要提取DNA，有的需要提取RNA或蛋白，所使用的破碎方法也会不同。
[0004]目前已发展了多种细胞破碎方法。破碎方法可归纳为机械法和非机械法两大类。机械法有高压勻衆破碎法(homogenization),振荡珠击破碎法(Shaking Bead),超声波破碎法(ultrasonic)等,非机械法有渗透压冲击破碎法(osmotic shock),冻融破碎法(freezing and thawing),化学破碎法(chemical treatment)等。
[0005]振荡珠击破碎法是在微量试管中加入组织或细胞以及研磨珠，试管以水平或竖直方向高速振荡，试管内研磨珠撞击剪切细胞从而达到破碎细胞的目的。利用这种方法破碎细胞的典型仪器厂家有德国Retsch公司(水平振荡)和美国SPEX SamplePrep公司(竖直振荡)。但这种方法只适用实验室少量样品的破碎。
[0006]冻融破碎法是将细胞放在低温下冷冻(_15°C以下)，然后在室温中融化，反复多次而达到破壁作用。由于冷冻，一方面能使细胞膜的疏水键结构破裂，从而增加细胞的亲水性能，另一方面胞内水结晶，形成冰晶粒，引起细胞膨胀而破裂。其缺点是耗时、耗能，效率低。
[0007]目前，在现代生物制药或疫苗的生产中，批量破碎细胞主要采用高压匀浆破碎法和化学破碎法。这些方法对微生物细胞如酵母、细菌等细胞的破碎效果较理想，但对动物细胞特别是人二倍体细胞，高压匀浆破碎法和化学破碎法太过剧烈，破碎后产物(如病毒或蛋白)存活率或活性不高。而冻融法比较适合动物细胞的破碎。
[0008]本实用新型结合了机械法和冻融法破碎细胞的优点，提供一种机械化摇动破碎冻融细胞的装置。
【发明内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题在于，针对生物技术及生物制药领域，对动物细胞特别是人二倍体细胞没有很好的自动化批量破碎细胞的仪器技术问题，本实用新型根据细胞破碎的原理，结合了机械振荡撞击破碎和细胞冻融破碎方法，提供了一种可编程的摇动撞击破碎冻融细胞的装置一冻融细胞振荡破碎仪，该装置可以一次摇动多个细胞容器，实现批量生产。[0010]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种冻融细胞振荡破碎仪，包括底板、设置在所述底板上的驱动组件和振荡组件、以及由所述振荡组件带动的两套培养瓶支架组件。驱动组件通过皮带将电机的力矩传递到驱动组件的减速带轮上，减速带轮与振荡组件中的曲轴连接，曲轴通过轴承、轴承座固定在底板上，曲曲轴通过其上的关节轴承带动驱动臂使振荡组件左右振荡。
[0011]由于特有的振荡方式使得两培养瓶支架组件运动方向相反，从而保证运动质心相对静止从而抵消整机的晃动和位移。
[0012]此培养瓶支架可以安装固定多个细胞容器，通过培养瓶上面的压板和两侧的压条牢固安装在培养瓶支架上。
[0013]上述方案中，摇臂通过曲轴、减速带轮、皮带、电机轴套与电机相连，将电机的转动转换为摇臂的水平运动，摇臂的摇动半径等于曲轴的半径；摇臂的摇动频率(Y )与电机的转速(V)、电机轴套直径(dl)、变速轮直径(d2)相关。关系式为:Y=VX (d2/dl);由于冷冻后形成冰晶的细胞破碎主要依赖细胞与细胞容器侧壁的撞击力，所以摇臂的摇动半径应大于细胞容器在其运动方向上的半径，且摇动频率越大，细胞越容易破碎。
[0014]上述方案中，两个摇臂对称安装于曲轴上，且两个摇臂摇动方向相反，以抵消摇动过程中整机装置的晃动和位移。
[0015]上述方案中，两个承载细胞容器的支架固定安装在两个摇臂上，支架与其固定的摇臂同方向、同频率运动。细胞容器的支架根据细胞容器的形状将细胞容器牢固固定。每个支架上可以固定多个细胞容器。
[0016]上述方案中控制电路包括电源输入单元、主控制单元、电机驱动单元、速度反馈单元和执行单元。
[0017]本实用新型的冻融细胞振荡破碎仪的技术原理是细胞内的水分和细胞外溶液在低温下形成冰晶，冰晶在细胞容器的振荡过程中，冰晶细胞之间以及冰晶细胞与细胞容器壁撞击从而将细胞破碎。
[0018]本实用新型的有益效果是，结合了机械法和冻融法破碎细胞的优点，还可以一次摇动多个细胞容器，实现批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020]图1为本实用新型一个实施方案电路原理图
[0021]图2为本实用新型一个实施方案机械结构简图
[0022]图3为本实用新型一个实施方案立体图
[0023]图4为本实用新型一个实施方案培养瓶支架的正向剖视图
[0024]图5为本实用新型一个实施方案培养瓶支架的正向剖视图的侧向剖视图
[0025]图中:1.主摇臂，2.第二支撑轴，3.第一副摇臂，4.第一托盘，5.第二副摇臂，
6.第三支撑轴，7.第二托盘架，8.曲轴，9.关节轴承，10.第一支撑轴1，11.左细胞培养瓶支架，12.右细胞培养瓶支架，13.摇臂固定板，14.橡胶减震器，15.底板，16.驱动臂，17.电机，18.皮带，19.霍尔测速器，20.减速带轮，21.手拧帽，22.压板，23.压板橡胶，24.细胞培养瓶，25.压杆，26.压条，27.底板橡胶，28.培养瓶支架底板，29.后橡胶条，30.前橡胶条。
【具体实施方式】
[0026]如图2、图3所示，电机(17)通过皮带(18)和减速带轮(20)带动曲轴(8)整周回转，曲轴(8)通过关节轴承(9)驱动主摇臂(I)左右摆动。驱动臂(6)与第一支撑轴I (10)和主摇臂(I)刚性连接。第一副摇臂(3)、第二副摇臂(5)通过第一托盘(4)、第二托盘架(7)与主摇臂(I)构成两套过约束的平行四杆机构，其中以第一支撑轴I (10)、第二支撑轴
(2)、第三支撑轴(6)三点所构成的直线上下为界，上下区域各构成一套平行四杆机构。第一托盘(4)和第二托盘架(7)分别与细胞培养瓶左支架(11)和细胞培养瓶右支架(12)刚性连接。霍尔测速器(19)通过减速带轮(20)上的磁钢检测转速并返回到控制/驱动电路，控制/驱动电路对速度进行调节。
[0027]运行时，第一托盘(4)与第二托盘架(7)在摇臂的带动下做运动方向完全相反的平动。由于第一托盘(4)与第二托盘架(7)运动方向相反，其上负载所产生的合力始终为0，从而有效避免了附加动载荷给仪器带来的振动。
[0028]如图4、图5所示，本实施例中的培养瓶固定支架可同时固定3个细胞培养瓶
(24)。细胞培养瓶(24)通过压杆(25)向下的压紧力固定在培养瓶支架底板(28)上，压杆(25)通过培养瓶支架底板(28)侧面的长圆孔可上下移动，从而方便细胞培养瓶的取放
(24)，并可通过手拧帽(21)锁紧。细胞培养瓶(24)的侧面通过压条(26)固定。压板橡胶
(23)、后橡胶条(29)、底板橡胶(27)、前橡胶条(30)可起到增加摩擦力和预压力的作用，从而起到更好的固定效果。
[0029]如图1所示的主控制单元根据设定的速度和时间进行电机启停和运行速度的控制。按键和显示部分用于速度和时间的设置和显示。速度反馈单元实时反馈速度信号给主控制单元，主控制单元通过电机驱动单元对电机进行速度控制，电机再通过机械曲轴驱动执行单元。
[0030]使用时，接通220V电源，打开电源开关，通过按键和显示设定运行的循环次数，摇动频率和间歇运行的摇动时间和间歇时间。这些参数都可以根据需要自行调整。然后打开保护罩，装好要破碎的培养瓶，保证培养瓶拧紧，盖上保护罩。按键盘上的启动键，则以其开始按照设定的程序运行。运行过程中可以按停止键随时停止运行，否则程序运行完成自动停止运行。
【权利要求】
1.一种冻融细胞振荡破碎仪，包括底板、设置在所述底板上的驱动组件和振荡组件、以及由所述振荡组件带动的两套培养瓶支架组件；驱动组件通过皮带将电机的力矩传递到驱动组件的减速带轮上，减速带轮与振荡组件中的曲轴连接，曲轴通过轴承、轴承座固定在底板上，曲轴通过其上的关节轴承带动驱动臂使振荡组件左右振荡。
2.根据权利要求1所述的冻融细胞振荡破碎仪，其特征在于:一种冻融细胞振荡破碎仪具有一对对称摇臂，每个摇臂上有与细胞容器匹配的摇动支架。
3.根据权利要求1所述的冻融细胞振荡破碎仪，其特征是两个分别载有细胞容器的摇臂做相反方向的对称摇动以抵消整机的不平衡。
4.根据权利要求1所述的冻融细胞振荡破碎仪，其特征是摇臂的摇动半径大于细胞容器运动方向上的半径。
5.根据权利要求1所述的冻融细胞振荡破碎仪，其特征是每个摇臂上可以固定多个细胞容器，通过细胞容器上面的压板和两侧的压条牢固安装在培养瓶支架上。
6.根据权利要求1所述的冻融细胞振荡破碎仪，其中包括控制面板和控制电路，所述的控制面板包括按键和数码管显示，控制面板可以设定和显示间歇摇动的摇动时间、间歇时间、循环次数和摇动频率。
7.根据权利要求5所述的冻融细胞振荡破碎仪，其中所述的控制电路包括电源输入单元、主控制单元、电机驱动单元、速度反馈单元和执行单元。
【文档编号】C12M1/33GK203653558SQ201420006009
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】钟雷鸣, 张磊, 张丽侠 申请人:北京鼎昊源科技有限公司