一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统

1.本发明涉及细胞培养技术领域，特别涉及一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统。


背景技术：

2.竹节参是一种具有重要药用价值的植物，其根部含有多种人参皂苷等活性成分，具有抗疲劳、抗衰老、提高免疫力等功效。随着人们对健康生活的要求越来越高，对竹节参的需求也逐渐增加。然而，传统的竹节参种植方法存在生长周期长、环境依赖性强、产量低等问题，无法满足市场的需求。因此，通过细胞培养技术来生产竹节参成为一种新的探索方向。
3.细胞培养技术是一种利用特定的培养基和环境条件，使植物细胞在体外继续生长和分裂的技术。在植物细胞培养过程中，细胞分裂和生长需要在严格控制的环境下进行，包括温度、湿度、光照、气体浓度等。同时，培养基中的营养成分也需要根据植物细胞的特定需求进行调整和添加。
4.但传统的植物细胞培养技术通常采用手工操作，这种方法不仅效率低下，而且容易受到人为因素的影响，不能精确地控制温度、湿度、光照等环境因素，成为阻碍竹节参快速生产的一个重要因素。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，采用自动化进行竹节参细胞培养，精准控制培养环境，提高细胞培养的效率和成功率，高效作业，有助于竹节参快速批量的生产。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，包括底座，所述底座的上端设置有下端开口的培养箱，于所述底座的上端向一侧贯穿所述培养箱开设有两个呈相对设置的进料口及出料口，所述底座设置有穿过所述进料口下部及出料口下部的输送机，所述输送机通过所述驱动电机驱动；
8.所述培养箱相对的两内壁均安装有垂直于所述输送机的第一直线电机，两台第一直线电机的动子配合连接有平行于所述输送机的横拉条，所述横拉条的下方活动设置有与之平行的横向连接条，所述横向连接条向下设置有多片推片，所述横拉条的中部安装有伸缩电机，所述伸缩电机的伸缩轴向下与所述横向连接条连接；
9.所述培养箱相对的两内壁均安装有第二直线电机，两台第二直线电机的动子配合连接有第三直线电机，所述第三直线电机的动子向下设置有补液立柱，所述补液立柱的下端设置有注液喷头，所述培养箱的外壁设置有储液箱，所述储液箱内安装有水泵，所述水泵的输出端连通有伸入到所述培养箱内的注液硬管，所述注液硬管的自由端连通有与所述注液喷头连通的注液软管，所述注液软管从所述补液立柱的上端向下与所述注液喷头连接；
10.还包括设置于所述培养箱外侧的氧气罐及二氧化碳罐，所述氧气罐及所述二氧化碳罐的出口端均设置有电磁阀，每一电磁阀均连通有向上伸入所述培养箱内的补气管，所述培养箱内的顶部安装有植物补光灯及红外线增温灯。
11.通过采用上述技术方案，本系统需安装在无菌室内，在无菌室内进行竹节参的细胞培养，防止空气中的微生物污染培养液。进行培养室时，首先准备多个培养瓶，在培养瓶内添加相应的培养液，将竹节参的细胞接种到培养瓶内，将培养瓶依次放到输送机的输送带上，顺着输送机送到培养箱内，一排培养瓶进入到培养箱内后，第一直线电机带动推片移动到输送机的一侧，并且伸缩电机伸长，使推片下降，随后第一直线电机带动推片将输送机上的培养瓶推到底座上，随后伸缩电机缩短再次将推片抬高，重复上述操作，将培养瓶一瓶一瓶的摆放在底座上，完成后封闭进料口及出料口。根据不同阶段对氧气浓度的需求情况，控制电磁阀打开向培养箱内增氧；根据不同阶段对二氧化碳浓度的需求情况，控制电磁阀打开向培养箱内增加二氧化碳；根据生长的温度需求情况，可控制红外线增温灯打开使培养箱内温度增加；植物细胞培养到一定程度，打开植物补光灯，为植物进行光合作用提供光源。需要补充相应的培养液时，通过第二直线电机与第三直线电机的配合，使注液喷头能够在任意位置移动，移动到培养瓶的上端后，水泵启动，将储液箱内得到培养液抽吸添加到对应培养瓶内，重复操作，便能逐一向培养瓶内添加培养液。培养结束后，在通过第一直线电机与伸缩电机的配合，将培养瓶逐一成排的推到输送机上，最终从培养箱的出料口处送出。
12.本发明的进一步设置为：所述底座的上端于所述培养箱内设置有多条垂直所述输送机的隔条，所述输送机的输送带上设置有若干条与所述隔条相配合的挡条，每一推片均与对应两条隔条之间的间隙相配合。
13.本发明的进一步设置为：所述培养箱的外侧于所述进料口及所述出料口处均滑动连接有挡板，所述培养箱的外侧于所述进料口及所述出料口处均设置有供对应挡板滑动的滑轨。
14.本发明的进一步设置为：所述横拉条向下设置有多根限位滑轴，贯穿所述横向连接条开设有多个与所述限位滑轴一一对应滑动连接的滑孔。
15.本发明的进一步设置为：所述培养箱的一侧开设有换气口，所述换气口处安装有换气风扇。
16.本发明的进一步设置为：所述培养箱内设置有氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器及温湿度传感器。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.本发明的植物细胞培养系统为自动化系统，能够自动进行培养瓶的进出，自动补充培养液，根据不同阶段的需求，自动补充培养箱内的氧气或二氧化碳，自动进行培养箱内升温，自动提供光合作用的光源，精准控制培养环境，提高细胞培养的效率和成功率，高效作业，有助于竹节参快速批量的生产。
附图说明
19.图1是本发明的整体结构示意图；
20.图2主要用于展示培养箱上的出料口；
21.图3是用于展示培养箱内部结构的局部剖视图；
22.图4是用于展示第一直线电机配合伸缩电机驱动推片运动的原理图；
23.图5是用于展示第二直线电机与第三直线电机配合带动注液喷头移动的原理图。
24.图中：1、底座；11、隔条；2、培养箱；21、进料口；22、出料口；23、挡板；24、滑轨；3、输送机；31、驱动电机；32、挡条；4、第一直线电机；41、横拉条；42、横向连接条；43、推片；44、伸缩电机；45、限位滑轴；5、第二直线电机；51、第三直线电机；52、补液立柱；53、注液喷头；6、储液箱；61、水泵；62、注液硬管；63、注液软管；71、氧气罐；72、二氧化碳罐；73、电磁阀；74、补气管；81、植物补光灯；82、红外线增温灯；91、氧气浓度传感器；92、二氧化碳浓度传感器；93、温湿度传感器；10、换气风扇。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
28.实施例，参照图1-5，一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，包括底座1，底座1的上端设置有一个下端开口的培养箱2，于底座1的上端向一侧贯穿培养箱2开设有两个呈相对设置的进料口21及出料口22，培养箱2的外侧于进料口21及出料口22处均滑动连接有一块挡板23，培养箱2的外侧于进料口21的左右两边及出料口22的左右两边均设置有一条供对应挡板23滑动的滑轨24。
29.底座1设置有一条穿过进料口21下部及出料口22下部的输送机3，输送机3通过一台驱动电机31驱动；底座1的上端于培养箱2内设置有十一条垂直输送机3的隔条11，隔条11将底座1的上端划分为十条摆放格，输送机3的输送带上设置有若干条与隔条11相配合的挡条32，挡条32的间距与隔条11的间距相等。
30.培养箱2相对的两内壁均安装有一条垂直于输送机3的第一直线电机4，两台第一直线电机4的动子配合连接有一条平行于输送机3的横拉条41，横拉条41的下方活动设置有一条与之平行的横向连接条42，横向连接条42向下设置有十片推片43，每一推片43均与对应两条隔条11之间的间隙相配合，横拉条41的中部安装有一台伸缩电机44，伸缩电机44的伸缩轴向下与横向连接条42连接，横拉条41的两端均向下设置有一根限位滑轴45，贯穿横向连接条42的两端开设有两个与限位滑轴45一一对应滑动连接的滑孔(图略)，通过伸缩电机44带动横向连接条42上下升降，并且通过第一直线电机4的驱动带动推片43在两条隔条11之间推移。
31.培养箱2相对的两内壁均安装有一条与第一直线电机4垂直的第二直线电机5，两台第二直线电机5的动子配合连接有一条第三直线电机51，第三直线电机51的动子向下设置有一根补液立柱52，补液立柱52的下端设置有一个注液喷头53，培养箱2的外壁设置有一个储液箱6，储液箱6内安装有一台水泵61，水泵61的输出端连通有一根伸入到培养箱2内的
注液硬管62，注液硬管62的自由端连通有一根与注液喷头53连通的注液软管63，注液软管63从补液立柱52的上端向下与注液喷头53连接，通过第二直线电机5与第三直线电机51的配合，使注液喷头53能够移动到任意位置进行培养液补充。
32.还包括设置于培养箱2外侧的一个氧气罐71及一个二氧化碳罐72，氧气罐71及二氧化碳罐72均可更换，氧气罐71及二氧化碳罐72的出口端均设置有一个电磁阀73，每一电磁阀73均连通有一根向上伸入培养箱2内的补气管74。培养箱2内的顶部安装有两根植物补光灯81及两根红外线增温灯82，植物补光灯81用于满足植物的光合作用，红外线增温灯82用于培养箱2内增温。培养箱2的一侧开设有一个换气口(图略)，换气口处安装有一台换气风扇10，需要适当降温或换气时，打开换气风扇10。培养箱2内设置有一个氧气浓度传感器91、一个二氧化碳浓度传感器92及一个温湿度传感器93。
33.工作原理：本系统需安装在无菌室内，在无菌室内进行竹节参的细胞培养，防止空气中的微生物污染培养液。进行培养室时，首先准备多个培养瓶，在培养瓶内添加相应的培养液，将竹节参的细胞接种到培养瓶内，将培养瓶依次放到输送机3的输送带上，顺着输送机3送到培养箱2内，一排培养瓶进入到培养箱2内后，第一直线电机4带动推片43移动到输送机3的一侧，并且伸缩电机44伸长，使推片43下降，随后第一直线电机4带动推片43将输送机3上的培养瓶推到底座1上，随后伸缩电机44缩短再次将推片43抬高，重复上述操作，将培养瓶一瓶一瓶的摆放在底座1上，完成后封闭进料口21及出料口22。根据不同阶段对氧气浓度的需求情况，控制电磁阀73打开向培养箱2内增氧；根据不同阶段对二氧化碳浓度的需求情况，控制电磁阀73打开向培养箱2内增加二氧化碳；根据生长的温度需求情况，可控制红外线增温灯82打开使培养箱2内温度增加；植物细胞培养到一定程度，打开植物补光灯81，为植物进行光合作用提供光源。需要补充相应的培养液时，通过第二直线电机5与第三直线电机51的配合，使注液喷头53能够在任意位置移动，移动到培养瓶的上端后，水泵61启动，将储液箱6内得到培养液抽吸添加到对应培养瓶内，重复操作，便能逐一向培养瓶内添加培养液。培养结束后，在通过第一直线电机4与伸缩电机44的配合，将培养瓶逐一成排的推到输送机3上，最终从培养箱2的出料口22处送出。
34.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，包括底座(1)，所述底座(1)的上端设置有下端开口的培养箱(2)，其特征在于：于所述底座(1)的上端向一侧贯穿所述培养箱(2)开设有两个呈相对设置的进料口(21)及出料口(22)，所述底座(1)设置有穿过所述进料口(21)下部及出料口(22)下部的输送机(3)，所述输送机(3)通过所述驱动电机(31)驱动；所述培养箱(2)相对的两内壁均安装有垂直于所述输送机(3)的第一直线电机(4)，两台第一直线电机(4)的动子配合连接有平行于所述输送机(3)的横拉条(41)，所述横拉条(41)的下方活动设置有与之平行的横向连接条(42)，所述横向连接条(42)向下设置有多片推片(43)，所述横拉条(41)的中部安装有伸缩电机(44)，所述伸缩电机(44)的伸缩轴向下与所述横向连接条(42)连接；所述培养箱(2)相对的两内壁均安装有第二直线电机(5)，两台第二直线电机(5)的动子配合连接有第三直线电机(51)，所述第三直线电机(51)的动子向下设置有补液立柱(52)，所述补液立柱(52)的下端设置有注液喷头(53)，所述培养箱(2)的外壁设置有储液箱(6)，所述储液箱(6)内安装有水泵(61)，所述水泵(61)的输出端连通有伸入到所述培养箱(2)内的注液硬管(62)，所述注液硬管(62)的自由端连通有与所述注液喷头(53)连通的注液软管(63)，所述注液软管(63)从所述补液立柱(52)的上端向下与所述注液喷头(53)连接；还包括设置于所述培养箱(2)外侧的氧气罐(71)及二氧化碳罐(72)，所述氧气罐(71)及所述二氧化碳罐(72)的出口端均设置有电磁阀(73)，每一电磁阀(73)均连通有向上伸入所述培养箱(2)内的补气管(74)，所述培养箱(2)内的顶部安装有植物补光灯(81)及红外线增温灯(82)。2.根据权利要求1所述的一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，其特征在于：所述底座(1)的上端于所述培养箱(2)内设置有多条垂直所述输送机(3)的隔条(11)，所述输送机(3)的输送带上设置有若干条与所述隔条(11)相配合的挡条(32)，每一推片(43)均与对应两条隔条(11)之间的间隙相配合。3.根据权利要求1所述的一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，其特征在于：所述培养箱(2)的外侧于所述进料口(21)及所述出料口(22)处均滑动连接有挡板(23)，所述培养箱(2)的外侧于所述进料口(21)及所述出料口(22)处均设置有供对应挡板(23)滑动的滑轨(24)。4.根据权利要求1所述的一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，其特征在于：所述横拉条(41)向下设置有多根限位滑轴(45)，贯穿所述横向连接条(42)开设有多个与所述限位滑轴(45)一一对应滑动连接的滑孔。5.根据权利要求1所述的一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，其特征在于：所述培养箱(2)的一侧开设有换气口，所述换气口处安装有换气风扇(10)。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，其特征在于：所述培养箱(2)内设置有氧气浓度传感器(91)、二氧化碳浓度传感器(92)及温湿度传感器(93)。

技术总结
本发明公开了一种用于竹节参细胞培养的生物反应系统，包括底座，底座的上端设置有培养箱，于底座的上端向一侧贯穿培养箱开设有两个进料口及出料口，底座设置有穿过进料口下部及出料口下部的输送机；培养箱相对的两内壁均安装有第二直线电机，两台第二直线电机的动子配合连接有第三直线电机，第三直线电机的动子向下设置有补液立柱，补液立柱的下端设置有注液喷头，培养箱的外壁设置有与注液喷头连通的储液箱；还包括氧气罐及二氧化碳罐，氧气罐及二氧化碳罐的出口端均设置有伸入培养箱内的补气管，培养箱内安装有植物补光灯及红外线增温灯。本发明采用自动化进行竹节参细胞培养，精准控制培养环境，高效作业，有助于竹节参快速批量的生产。速批量的生产。速批量的生产。


技术研发人员：朱新焰 董思含 苗玥 许宗亮 杨美权 左应梅
受保护的技术使用者：云南省农业科学院药用植物研究所
技术研发日：2023.08.07
技术公布日：2023/10/6