CN203546034U - 一种抗原提呈细胞智能监测和标准化

 

2018-12-21 17:50

  [0001] 本发明涉及临床装置,尤其涉及一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置。背景技术

  [0002] 树突状细胞为一种骨髓来源的抗原提呈细胞,它在免疫反应的诱导和调控中发挥重要作用,为T和B细胞免疫反应的关键调控者。在肿瘤疫苗的研究和临床应用中,树突状细胞常作为一种天然佐剂来诱导肿瘤抗原特异性效应和记忆性细胞。目前,国内外有相当多的医疗机构正在临床上应用基于树突状细胞的免疫治疗方法,但其中存在着种种问题,首要的问题就是无标准化的树突状细胞培养方法,使得这种治疗方法一直未能成为临床治疗肿瘤的一种标准方法,目前临床医疗机构培养抗原提呈细胞(树突状细胞),仍然采用的是普通实验室设备和人工操作方式,有下列严重缺陷和局限性:

  [0003] 一、占用了医务人员或实验人员大量的时间和精力在培养细胞过程中。临床进行生物细胞治疗时,在培养抗原提呈细胞或树突状细胞整个过程中,需要中途加入催化剂和肿瘤抗原,添加时对细胞的形态或成熟度都有严格的要求条件,所以实验人员需要时时观察细胞的数量生长和形态的变化。因为观察的延时或失误严重影响临床治疗的疗效。

  [0004] 二、多批量培养细胞过程中,需要多次更换培养液,不仅人员的工作量巨大,而且频繁开启培养箱门大大提高了细胞培养的污染率或染菌率。

  [0005] 三、目前二氧化碳培养箱的培养腔容量从几十升到三百升之间,由于都是采用水平隔板分层结构,限制了培养腔的有效空间,单组或数组数量的培养方式使临床缺乏规模化基础。

  [0006] 综上所述,无标准化的抗原提呈细胞(树突状细胞)培养方法,由于人工培养细胞,不同的医院、不同的实验室、不同的操作人员培养的细胞在成熟度、数量上都有差异,必然带来临床细胞治疗疗效的差异性,不利于标准化治疗的建立和推广。

  [0007] 本发明提出一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其提高了培养腔的有效空间,便于细胞规模化、标准化培养,并且使细胞在培养过程中充分与培养液接触。

  [0008] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,包括壳体,所述壳体内部设有内胆,所述内胆内设有由电动旋转底座、桔瓣式托盘、至少一个纺锤体状培养皿构成的多组培养腔,所述桔瓣式托盘固定于所述电动旋转底座上,所述纺锤体状培养皿限制于所述桔瓣式托盘上,所述电动旋转底座与设置于所述壳体内的中央控制器连接。

  [0009] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述桔瓣式托盘包括至少一圆形盘体、穿设于所述盘体中心并与所述盘体垂直的中心轴以及由所述中心轴向所述盘体边缘发散的多个叶片,

  [0010] 所述多个叶片将所述盘体分成多个均等的培养皿容置空间,所述纺锤体状培养皿放置于相邻的两个叶片之间,所述中心轴与所述电动旋转底座连接。

  [0011] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述桔瓣式托盘包括一个盘体、一个中心轴以及8个与所述中心轴连接叶片,所述8个叶片将所述盘体分成8个均等的培养皿容置空间;

  [0012] 或者所述桔瓣式托盘包括两个相互平行的盘体、一个中心轴以及16个与所述中心轴连接的叶片,所述16个叶片将所述两个盘体分成32个培养皿容置空间。

  [0013] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述盘体的边缘设有用于限制所述纺锤体状培养皿的突缘,所述突缘垂直于所述盘体。

  [0014] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置还包括固定于所述内胆壁的同步光源、放大显微镜头、高像素摄像机或CCD相机,所述同步光源与所述中央控制器连接,所述高像素摄像机或CCD相机分别与所述放大显微镜头以及所述中央控制器连接。

  [0015] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述内胆内还设有与所述中央控制器连接的温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器。

  [0016] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述内胆设有与所述壳体连通的灭菌式接种通道,且所述灭菌式接种通道内软绕设有紫外线灭菌灯管,所述内胆内设有空气过滤器以及通过所述灭菌式接种通道向壳体外吹无菌气体的风机。

  [0017] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述中央控制器与设于所述壳体上的触摸屏连接,所述触摸屏分为实时显示部分和功能模块部分,所述实时显示部分包括实时显示内胆内的温度、湿度、二氧化碳和氧气浓度的数字显示部分以及显示灭菌显示灯、报警灯、进气指示灯的指示灯部分,所述功能模块部分包括工作日志模块、温控模块、湿度控制模块、气体控制模块、电控模块、接种模块、报警模块。

  [0018] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述壳体上还设有电源接口、数据接口、报警接口以及散热风扇。

  [0019] 根据本实用新型的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,所述电动旋转底座下方设有隔板,所述隔板下方设有加湿器,所述加湿器为加湿水盘、自动加湿器或喷雾器。

  [0020] 本实用新型电动旋转底座、桔瓣式托盘、至少一个纺锤体状培养皿构成多组培养腔,细胞培养装置可以同时提供4组、8组、16组、32组或64组的培养模式,完全解决了规模化的治疗的问题。在培养过程中利用培养皿的纺锤形流体形状和智能控制的顺时针、逆时针、震荡法旋转让培养液形成内循环,使细胞在整个过程中充分与培养液接触,并且可通过步进电机控制圆盘的旋转角度,实现对盘体上的多组培养腔分别进行拍摄,使用方便。纺锤体状培养皿加入了流体力学的设计,实现了操作过程的标准化、自动化和规模化,按照临床的规模和定制,可以通过提高内胆高度来增加层数及培养的组数。借此,本实用新型提高了培养腔的有效空间,便于细胞规模化、标准化培养,并且使细胞在培养过程中充分与培养液接触。

  [0021] 优选的是,为了提高了智能监测的精度和速度,实时掌控细胞数量和形态,智能化确定最佳的细胞形态和数量,本实用新型采用固定于内胆壁的同步光源、放大显微镜头、高像素摄像机或CCD (Charge-coupled Device,电荷稱合元件)相机来获取细胞影像。生物识别模块由中央处理器内的影像数据库,算法平台构建,即在CBIR (Content-Based ImageRetrival,基于内容的图象检索)技术基础上,通过图像划分、局部区域特征提取、局部分类识别、总体分类识别、GPU并行加速五个程序模块,构建出后台的智能监测细胞形态系统。

  [0022] 优选的是,内胆设有与壳体连通的灭菌式接种通道,且灭菌式接种通道内设有紫外线灭菌灯管,内胆内设有空气过滤器以及通过灭菌式接种通道向壳体外吹无菌气体的风机。灭菌式接种通道开启后,通道中环绕布置的紫光消毒灯开启,无菌气体自动处于外吹状态,保证内胆和腔内保持无菌状态。通过开启接种通道口加入特定活性催化剂、肿瘤抗原或第二组细胞,操作人员既能在整个培养过程中保证任一组细胞处于正常的条件下培养,也能随时加入新组细胞进行培养,保证临床治疗的高效和规模化进行。

  [0023] 图1是本实用新型一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置的侧视结构示意图;

  [0024] 图2是本实用新型一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置的桔瓣式托盘的立体结构示意图;

  [0025] 图3是本实用新型一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置的纺锤体状培养皿的立体结构示意图;

  [0026] 图4是本实用新型一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置的后视结构示意图;

  [0027] 图5是本实用新型一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置的立体结构示意图;

  [0028] 图6是本实用新型一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置的细胞培养智能监控系统的系统结构图。

  [0030] 壳体1、内胆2、电动旋转底座3、桔瓣式托盘4、纺锤体状培养皿5、中央控制器6、盘体7、中心轴8、叶片9、突缘10、数据接口 11、报警接口 12、散热风扇13、隔板14、加湿水盘15、同步光源16、放大显微镜头17、高像素摄像机或C⑶相机18、后台图形工作站19、后台影像数据库20、生物识别模块21、二氧化碳浓度传感器22、接种通道23、触摸屏24、电源开关25、空气过滤器26、风机27、电源接口 28。

  [0031] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

  [0032] 参照图f图6,本实用新型提供了一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置100,包括壳体1,壳体I内部设有内胆2,内胆2内设有由电动旋转底座3、桔瓣式托盘4、至少一个纺锤体状培养皿5构成的多组培养腔,桔瓣式托盘4固定于电动旋转底座3上,纺锤体状培养皿5限制于桔瓣式托盘4上,电动旋转底座3与设置于壳体I内的中央控制器6连接,中央控制器6设置、执行电动旋转底座3的转速、方向和方式。特制的纺锤体状培养皿5,是为了形成内部流体内循环而设计的。在培养过程中利用培养皿的纺锤形流体形状和智能控制的顺时针、逆时针、震荡法旋转让培养液形成内循环,使细胞在整个过程中充分与培养液接触,并且可通过步进电机控制桔瓣式托盘4的旋转角度,实现对盘体上的多组培养腔分别进行拍摄,使用方便。纺锤体状培养皿5加入了流体力学的设计,实现了操作过程的标准化、自动化和规模化,按照临床的规模和定制,可以通过提高内胆高度来增加层数及培养的组数。

  [0033] 如图2所示,桔瓣式托盘4包括至少一圆形盘体7、穿设盘体7中心并与盘体7垂直的中心轴8以及由中心轴8向盘体7边缘发散的多个叶片9,多个叶片9将盘体7分成多个均等的培养皿容置空间,纺锤体状培养皿5放置于相邻的两个叶片9之间,中心轴8与电动旋转底座3连接。盘体7的边缘设有用于限制纺锤体状培养皿5的突缘10,突缘10垂直于盘体7,从而避免在纺锤体状培养皿5在旋转振动的过程中从桔瓣式托盘4脱离。在图2和图3中,,桔瓣式托盘4包括至少一圆形盘体7以及4个叶片9,从而形成4个均等的培养皿容置空间;在其他实施例中,桔瓣式托盘4可包括一个盘体7、一个中心轴8以及8个与中心轴8连接叶片9,8个叶片将盘体7分成8个均等的培养皿容置空间;或者桔瓣式托盘4包括两个相互平行的盘体7、一个中心轴8以及16个与中心轴8连接的叶片9,16个叶片9将两个盘体7分成32个培养皿容置空间。显而易见,桔瓣式托盘4可以为一层或二层或是多层,如果是一层,可以分为4个、8个空间或16个培养皿容置空间;如果是双层,可每层16个培养皿容置空间,即为32组培养皿容置空间。从而按照临床的规模和定制,可以通过提高内胆高度来增加层数及培养的组数,完全解决了规模化的治疗的问题。

  [0034] 如图1、图4所示,壳体I上还设有电源开关25、电源接口 28、数据接口 11、报警接口 12以及散热风扇13。电动旋转底座3下方设有隔板14,隔板14下方设有加湿器15,力口湿器15优选为加湿水盘、自动加湿器或喷雾器。

  [0035] 如图6所示,本实用新型还设置细胞培养智能监控系统对细胞形态进行智能监控,该系统包括:固定于内胆壁的同步光源16 (可见光或紫外光或70(Tll00nm近红外波)、放大显微镜头17、高像素摄像机或C⑶相机18、后台图形工作站19、后台影像数据库20及生物识别模块21。放大显微镜头17、高像素摄像机或C⑶相机18、后台图形工作站19构成摄像系统。同步光源16与中央控制器6连接,高像素摄像机或CCD相机18分别与放大显微镜头17以及中央控制器6连接。生物识别模块21由中央处理器6工作站内的影像数据库、算法平台构建,即在CBIR技术基础上,通过图像划分、局部区域特征提取、局部分类识别、总体分类识别、GPU并行加速五个程序模块,构建出后台的智能监测细胞形态系统。在培养过程中,通过放大显微镜头把细胞形态和数量扫描入数据库,并对影像进行实时扫描识别,随时监控细胞的分裂数量和形态的变化及比例,定时或随时监控细胞的成长分裂情况与形态的变化,并且每次拍摄与桔瓣式培养腔的电控运动轨迹同步,摄影系统定时监控整个培养腔内每组细胞的生长分裂情况。

  [0036] 如图1所示,优选的是,内胆2内还设有与中央控制器6连接的温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器22。内胆2上方的湿度和二氧化碳浓度传感器3对密闭内胆2中的空气进行监控和反馈到中央控制器6,如果二氧化碳的浓度低于5%,壳体I上的二氧化碳接口电子阀会自动供气。细胞在设定的条件下分裂到预设数量:比如2.5 X IO6数量级,且细胞仍处于非树突状形态的非成熟阶段,这时中央控制器6自动接收到生物识别模块21发送的特定组培养的第一阶段信号,并把该阶段的情况用短信方式发送到操作人员手机上,或者发出光或声音提示灯信号(提醒模式操作人员可以在中央处理器界面的报警模块中自己设置)。

  [0037] 如图1所示,内胆2设有与壳体I连通的灭菌式接种通道23,且灭菌式接种通道23内设有紫外线以及通过灭菌式接种通道23向壳体外吹无菌气体的风机27。灭菌式接种通道23还包括通道外盖和通道内门,通过开启灭菌式接种通道23的外盖和内门,可以直接操作桔瓣式培养腔和培养皿。操作人员可通过灭菌式接种通道23加入特定活性催化剂或肿瘤抗原或第二组细胞,既能在整个培养过程中保证任一组细胞处于正常的条件下培养,也能随时加入新组细胞进行培养,保证临床治疗的高效和规模化进行。灭菌式接种通道23的外盖和内门可为电控门通过中央处理器开启,也可为手动开启门方式,开启后,通道中环绕布置的紫光消毒灯开启、无菌气体自动处于外吹状态,保证内胆2和腔内保持无菌状态。

  [0038] 如图5所示,中央控制器6与设于壳体I上的触摸屏24连接,触摸屏24分为实时显示部分和功能模块部分,实时显示部分包括实时显示内胆内的温度、湿度、二氧化碳和氧气浓度的数字显示部分以及显示灭菌显示灯、报警灯、进气指示灯的指示灯部分,功能模块部分包括工作日志模块、温控模块、湿度控制模块、气体控制模块、电控模块、接种模块、报

  [0039] 在一个实施例中,中央处理器6的用户界面分成实时显示部分和功能模块控制图标。实时显示部分包括数显部分:实时数字显示内胆内的温度、湿度、浓度(co2、o2);灯显(指示灯)部分:灭菌显示灯、报警灯、进气指示灯。功能模块控制图标包括:工作日志图标,点进后进入第二层界面,可以设置和修改状态显示模块和报警模块;温控图标,点进后进入第二层界面,可以设置和执行加热或散热,选择和执行启动停止智能湿热灭菌;湿控图标,点进后进入第二层界面,可设置和执行加湿或减湿,设置和执行加水或少水报警;气控图标,点进后进入第二层界面,可设置和执行二氧化碳的进气控制和耗竭报警设置,设置和执行氮气的进气控制和耗竭报警设置,设置和执行空气过滤器速率控制和洁净更换监控报警;电控图标,点进后进入第二层界面,可设置和执行培养腔电动底座的转速、方向以及震荡方式和自动模式,设置和指定特定培养皿的位置,或是通过R F I D标签来实施监控;接种口图标,点进后进入第二层界面,可设置和执行湿热灭菌和紫外线灭菌开启和方式,设置和执行外吹空气的速率和方式;报警图标,点进后进入第二层界面,可进行异常报警类型设置(温度、湿度、浓度),更换报警类型设置(气体耗竭报警、水盘进水及挥发数值、配件更换报警),任务完成报警设置(细胞阶段培养目标完成),报警方式选择(声报警、光报警、短信报警);智能监控图标,点进后进入第二层界面,可进行光学影像及智能识别模块设定,包括光源管理、镜头及对焦设定、模式识别算法及细胞影像数据库管理,以及进行细胞计数设定、细胞计时设定。

  [0040] 本实用新型在培养标准化抗原提呈细胞(树突状细胞)细胞过程中密闭无菌、智能监控、自动多组规模化培养,其集网络通讯、计算机数据库管理、自动控制、机电于一体,融合生物识别技术、RFID射频技术、3G通讯技术于一身,帮助临床医生建立标准化的免疫治疗模式。本实用新型建立一种标准化的抗原提呈细胞(树突状细胞)培养方法和抗原提呈细胞(树突状细胞)指标形态标准。在普通实验室设备的基础上,按照临床标准化的要求,重构为集智能监测与自动培养为一体的临床细胞培养装置。本使用新型采用全新的生物识别模式架构,提高了智能监测的精度和速度,实时掌控细胞数量和形态,智能化确定最佳的细胞形态和数量。本实用新型实现了临床的自动控制和规模化。细胞培养装置可以同时提供4组、8组、16组、32组或64组的培养模式,完全解决了规模化的治疗的问题。培养皿方面,力口入了流体力学的设计,实现了操作过程的标准化、自动化和规模化。

  [0041]当然,本实用新型还可有其它多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

  1.一种抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,包括壳体,壳体内部设有内胆,内胆内设有由电动旋转底座、桔瓣式托盘、至少一个纺锤体状培养皿构成的多组培养腔,其特征在于,桔瓣式托盘固定于电动旋转底座上,纺锤体状培养皿限制于桔瓣式托盘上,电动旋转底座与设置于壳体内的中央控制器连接。

  2.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述桔瓣式托盘包括至少一圆形盘体、穿设于所述盘体中心并与所述盘体垂直的中心轴以及由所述中心轴向所述盘体边缘发散的多个叶片,所述多个叶片将所述盘体分成多个均等的培养皿容置空间,所述纺锤体状培养皿放置于相邻的两个叶片之间,所述中心轴与所述电动旋转底座连接。

  3.根据权利要求2所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述桔瓣式托盘包括一个盘体、一个中心轴以及8个与所述中心轴连接叶片,所述8个叶片将所述盘体分成8个均等的培养皿容置空间; 或者所述桔瓣式托盘包括两个相互平行的盘体、一个中心轴以及16个与所述中心轴连接的叶片,所述16个叶片将所述两个盘体分成32个培养皿容置空间。

  4.根据权利要求2所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述盘体的边缘设有用于限制所述纺锤体状培养皿的突缘,所述突缘垂直于所述盘体。

  5.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置还包括固定于所述内胆壁的同步光源、放大显微镜头、高像素摄像机或CCD相机,所述同步光源与所述中央控制器连接,所述高像素摄像机或CCD相机分别与所述放大显微镜头以及所述中央控制器连接。

  6.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述内胆内还设有与所述中央控制器连接的温度传感器、湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器。

  7.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述内胆设有与所述壳体连通的灭菌式接种通道,且所述灭菌式接种通道内软绕设有紫外线灭菌灯管,所述内胆内设有空气过滤器以及通过所述灭菌式接种通道向壳体外吹无菌气体的风机。

  8.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述中央控制器与设于所述壳体上的触摸屏连接,所述触摸屏分为实时显示部分和功能模块部分,所述实时显示部分包括实时显示内胆内的温度、湿度、二氧化碳和氧气浓度的数字显示部分以及显示灭菌显示灯、报警灯、进气指示灯的指示灯部分,所述功能模块部分包括工作日志模块、温控模块、湿度控制模块、气体控制模块、电控模块、接种模块、报警模块。

  9.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述壳体上还设有电源接口、数据接口、报警接口以及散热风扇。

  10.根据权利要求1所述的抗原提呈细胞智能监测和标准化培养装置,其特征在于,所述电动旋转底座下方设有隔板,所述隔板下方设有加湿器,所述加湿器为加湿水盘、自动加湿器或喷雾器。

  * Cited by examiner, † Cited by third party

  * Cited by examiner, † Cited by third party

  Culture systems, apparatus, and related methods and articles

  Method for cultivating cells, particularly human or animal cells

  Termination of patent right or utility model

上一篇:APPLICATION OF GYNURA DIVARICATA IN PREPARING MEDE OR HEALTH    下一篇:404 Not Found
关于我们
产品展示
新闻中心
技术中心
联系我们
在线QQ

88888888 (24小时在线)

Copyright © 2002-2018 和记娱乐 版权所有鄂ICP备14012414号