專利名稱：一種光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于生物科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集裝置，具體的說是一種
光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
在生物科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，不同溫度、照度培養(yǎng)條件下獲得生物培養(yǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)是生 物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種基本方法。 過去，由于缺少光、溫雙梯度培養(yǎng)這種針對生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的適用設(shè)備，相關(guān)的實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)只能在單一指標(biāo)條件下進(jìn)行。例如，為獲得一種生物的相關(guān)溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因常規(guī)設(shè)備 (溫度光照培養(yǎng)箱)的溫度在單一時間內(nèi)只能單一設(shè)定，所以只能在一種溫度條件下，通過 必要的培養(yǎng)時間獲得一個標(biāo)定狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)最終獲得的最佳數(shù)據(jù)，需要在不斷 重復(fù)不同培養(yǎng)溫度的繁瑣的過程中摸索完成。而一個培養(yǎng)周期因物種的不同需要，經(jīng)歷的 培養(yǎng)時間長短各異，實(shí)驗(yàn)中受到不可控的外界干擾也比較多。再就是溫度的梯度設(shè)計(jì)因常 規(guī)技術(shù)的限制，容易缺失或忽視一些敏感的和重要的數(shù)據(jù)。以往這類的工作不僅工作量大 且實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性非常艱難，光、溫條件下的正交契合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很難獲得。目前，作為生物、 微生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的雙梯度培養(yǎng)裝置未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是使用金屬薄板 作為穩(wěn)定的溫度載體，提供一種可以在生物實(shí)驗(yàn)中同時控制溫度、照度的光、溫雙梯度培養(yǎng) 精確數(shù)據(jù)采集裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明一種光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置包括 封閉箱體，兩側(cè)面、頂面、背板及底板封閉，正面開啟，用于實(shí)驗(yàn)作業(yè)以及箱內(nèi)溫度 恒定的保障，屏蔽外界溫度與雜波光源的干擾； 封閉箱體支承箱，設(shè)于封閉箱體下部，用于支承封閉箱體； 培養(yǎng)裝置主板，水平放置于封閉箱體中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要設(shè)有不同的點(diǎn)位，分別 用于承載培養(yǎng)物并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、記錄與傳輸； 照明光源，以封閉箱體作為固定支承架，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整光強(qiáng)與光溫，對培養(yǎng)裝 置主板上的培養(yǎng)物實(shí)施光照； 溫度傳導(dǎo)部分，在培養(yǎng)裝置主板兩端導(dǎo)入差異溫度，通過培養(yǎng)裝置主板形成實(shí)驗(yàn) 所需的梯度溫度； 控制單元，設(shè)于封閉箱體支承箱內(nèi)，對數(shù)據(jù)采集、溫度控制及照明進(jìn)行控制。
所述溫度傳導(dǎo)部分包括第1、2溫度源及液相溫度傳輸管路，其中
第1、2溫度源設(shè)于封閉箱體支承箱內(nèi)，具有溫度差，二者采用直接駁接或通過液 相溫度傳輸管路與封閉箱體中的培養(yǎng)裝置主板兩端相連；
液相溫度傳輸管路采用復(fù)合保溫材料包裹外壁，恒定傳輸管路的溫度。 所述培養(yǎng)裝置主板采用金屬薄板材料傳導(dǎo)溫度，其上設(shè)有實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位與數(shù)據(jù)采集裝
置，培養(yǎng)裝置主板外敷設(shè)保溫材料。 所述照明光源包括梯度照明光源組及平衡照明光源組，其中 梯度照明光源組為一組以不同高度設(shè)置于封閉箱體內(nèi)部背板上的日光燈組，梯度 照明光源組所在平面垂直于培養(yǎng)裝置主板； 均衡照明光源組，為一組與平行設(shè)置于培養(yǎng)裝置主板上部的日光燈組。
在培養(yǎng)裝置主板上按實(shí)驗(yàn)要求隨機(jī)設(shè)置濾光部件。
本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn) 1.使用光、溫雙梯度培養(yǎng)裝置可以大量減少實(shí)驗(yàn)勞動強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)差錯率，首次實(shí)
現(xiàn)了生物實(shí)驗(yàn)光、溫復(fù)合數(shù)據(jù)的一次性正交契合培養(yǎng)。本裝置可以寬泛的適用于生物、微生
物的實(shí)驗(yàn)工作。具有相關(guān)數(shù)據(jù)過渡的全覆蓋性質(zhì)，可以準(zhǔn)確反映微觀的技術(shù)數(shù)據(jù)。 2.本實(shí)驗(yàn)裝置可以有效獲得大批量、對比數(shù)據(jù)穩(wěn)定和翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以依據(jù)
實(shí)驗(yàn)的具體要求，不受材質(zhì)和場地的限制，制作形狀與規(guī)格不同的產(chǎn)品，可以滿足多種生物
實(shí)驗(yàn)的要求。 3.本發(fā)明裝置可以實(shí)時采集指定點(diǎn)位上溫度、照度的精確數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸 與記錄，還可以在全封閉實(shí)驗(yàn)中整體進(jìn)行勻質(zhì)操作，有效防止實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)遭受外界干擾和污 染。 4.本發(fā)明裝置可以根據(jù)不同的科學(xué)實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行相應(yīng)的功能調(diào)整，成為寬泛的、 科學(xué)實(shí)驗(yàn)組合數(shù)據(jù)的采集平臺。


圖1為本發(fā)明裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)正面視圖；
圖2為本發(fā)明裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)面視圖；
圖3為本發(fā)明裝置內(nèi)部光照度與溫度的正交契合示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示，本發(fā)明一種光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置包括封閉箱體5， 其兩側(cè)面、頂面、背板及底板封閉，正面開啟，便于箱內(nèi)作業(yè)以及溫度的恒定，屏蔽外界溫度 與雜波光源的干擾；封閉箱體支承箱10設(shè)于封閉箱體5的下部，用于支承封閉箱體5，提供 合適的工作臺面高度，減少工作人員的勞動強(qiáng)度，同時也為控制顯示單元提供存放空間；培 養(yǎng)裝置主板1，水平固定于封閉箱體5中，用于承載培養(yǎng)物；照明光源，以封閉箱體5作為固 定支承架，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整光強(qiáng)與光溫，對培養(yǎng)裝置主板1上的培養(yǎng)物實(shí)施光照；溫度傳 導(dǎo)部分，在培養(yǎng)裝置主板1兩端導(dǎo)入差異溫度，通過培養(yǎng)裝置主板1形成實(shí)驗(yàn)所需的梯度溫 度；控制顯示單元，設(shè)于封閉箱體支承箱10內(nèi)，對數(shù)據(jù)采集、溫度控制及照明進(jìn)行控制。
培養(yǎng)裝置主板1采用導(dǎo)熱性良好的金屬薄板1作為熱效介質(zhì)，外層敷以發(fā)泡材料 保溫，并同時設(shè)有溫度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與傳輸；內(nèi)層的熱效介質(zhì)與外層的保溫材料共 同組成培養(yǎng)裝置主板1。培養(yǎng)裝置主板1的上層保溫材料可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，設(shè)置不同直 徑或厚度的、底部完全開放的、各點(diǎn)位相對獨(dú)立且局部金屬薄板暴露的、相互之間不通透的實(shí)驗(yàn)器皿承放窩槽。作為裝置的組成部分，外層的發(fā)泡保溫材料將金屬薄板嚴(yán)實(shí)包裹，阻隔 溫度的散失并保障實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位上的溫度恒定。培養(yǎng)裝置主板1的下層保溫材料則可根據(jù)實(shí)驗(yàn) 的要求，在不同的點(diǎn)位設(shè)置溫度、照度數(shù)據(jù)采集傳感器。實(shí)時采集數(shù)據(jù)通過安裝在溫度顯示 器8中的數(shù)據(jù)存儲單元實(shí)時顯示、記錄與傳輸；溫度傳感器獲得的點(diǎn)位溫度是實(shí)驗(yàn)溫度控 制的依據(jù)。溫度調(diào)整可以手動亦可通過相關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)全自動控制。
本裝置溫度傳導(dǎo)部分可以通過直接或間接方式向培養(yǎng)裝置主板輸送差別溫度。
直接方式是一種將溫度源直接駁接在培養(yǎng)裝置主板1兩端的硬連接方式。溫度 輸出裝置可設(shè)在封閉箱體支撐箱IO內(nèi)。是根據(jù)極端溫度要求較大的實(shí)驗(yàn)需求設(shè)置的一種 溫度供給方式。可使培養(yǎng)裝置主板的兩端溫度分別達(dá)到冰點(diǎn)和攝氏7(TC的極端數(shù)值。(注 直接方式圖例中未顯示) 間接方式采用復(fù)合保溫材料包裹外壁的絕緣軟管9，將溫度源61、62制備的不同 溫度通過液媒傳導(dǎo)的方式分別恒定輸入到培養(yǎng)裝置主板1兩端的保溫液槽內(nèi)，并從另一端
回收。溫度源裝置設(shè)在封閉箱體支撐箱io內(nèi)。間接的軟管連接方式，可以方便進(jìn)行培養(yǎng)物 質(zhì)的勻質(zhì)操作，多用于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)中，溫度可在6 35t:范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，并可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要
求獲得小于o. rc的點(diǎn)位溫度差值。 對某一種溫度條件要求較嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)，本裝置能夠采用直接/間接混合搭配的方 式提供差值溫度。本發(fā)明裝置具有較好的兼容性。 所述照明光源包括梯度照明光源組及平衡照明光源組，其中梯度照明光源組3為 一組以不同高度設(shè)置于封閉箱體5的內(nèi)部背板上，梯度照明光源組3所在平面與培養(yǎng)裝置 主板呈垂直狀；均衡照明光源組2為一組平行設(shè)置于封閉箱體5的內(nèi)部頂面的日光燈組，提 供實(shí)驗(yàn)需要的常規(guī)光線。 本實(shí)施例中，使用實(shí)驗(yàn)所需的照明燈具與可隨機(jī)設(shè)置的濾光片組4組合，實(shí)現(xiàn)較 為精確的照度梯度控制。濾光片組4根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要垂直或按一定角度設(shè)置于培養(yǎng)裝置主板 l上，與梯度照明燈組3共同形成實(shí)驗(yàn)所需的照度值，滿足不同實(shí)驗(yàn)的照度需求。所有照明 開關(guān)單獨(dú)設(shè)立。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)時采集的光照數(shù)據(jù)通過安裝在溫度顯示器8中的數(shù)據(jù)存儲單元 實(shí)時顯示、記錄與傳輸 如圖3所示，在培養(yǎng)裝置主板1所示的交叉點(diǎn)，在實(shí)際使用中是可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要
進(jìn)行任意調(diào)整的，這也是本發(fā)明的核心意義所在。本發(fā)明裝置在理論上，不僅能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)
要求獲得任意點(diǎn)位的溫度/照度的正交契合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；也能夠任意擴(kuò)充有效實(shí)驗(yàn)面積，提
供更多的溫度、光強(qiáng)變化和更微觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備做不到的。 本發(fā)明封閉箱體支承箱10內(nèi)的溫度控制單元7包括第1、2溫度控制器71、72，分
別用于接收溫度傳感器的信號，控制第1、2溫度源61、62不同的溫度，輸出滿足實(shí)驗(yàn)需要的
溫度梯度。通過對培養(yǎng)裝置主板1各點(diǎn)位溫度測定獲得的溫度數(shù)據(jù)，各點(diǎn)位溫度數(shù)值，可由
溫度顯示器8直觀表達(dá)。
權(quán)利要求
一種光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于包括封閉箱體(5)，兩側(cè)面、頂面、背板及底板封閉，正面開啟，用于實(shí)驗(yàn)作業(yè)以及箱內(nèi)溫度恒定的保障，屏蔽外界溫度與雜波光源的干擾；封閉箱體支承箱(10)，設(shè)于封閉箱體(5)下部，用于支承封閉箱體(5)；培養(yǎng)裝置主板(1)，水平放置于封閉箱體(5)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要設(shè)有不同的點(diǎn)位，分別用于承載培養(yǎng)物并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、記錄與傳輸；照明光源，以封閉箱體(5)作為固定支承架，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整光強(qiáng)與光溫，對培養(yǎng)裝置主板(1)上的培養(yǎng)物實(shí)施光照；溫度傳導(dǎo)部分，在培養(yǎng)裝置主板(1)兩端導(dǎo)入差異溫度，通過培養(yǎng)裝置主板(1)形成實(shí)驗(yàn)所需的梯度溫度；控制單元，設(shè)于封閉箱體支承箱(10)內(nèi)，對數(shù)據(jù)采集、溫度控制及照明進(jìn)行控制。
2. 按權(quán)利要求1所述的光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述溫度傳 導(dǎo)部分包括第1、2溫度源(61、62)及液相溫度傳輸管路(9)，其中第1、2溫度源(61、62)設(shè)于封閉箱體支承箱(10)內(nèi)，具有溫度差，二者采用直接駁接 或通過液相溫度傳輸管路(9)與封閉箱體(5)中的培養(yǎng)裝置主板(1)兩端相連； 液相溫度傳輸管路(9)采用復(fù)合保溫材料包裹外壁，恒定傳輸管路(9)的溫度。
3. 按權(quán)利要求1所述的光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于 所述培養(yǎng)裝置主板(1)采用金屬薄板材料傳導(dǎo)溫度，其上設(shè)有實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位與數(shù)據(jù)采集裝置，培養(yǎng)裝置主板(1)外敷設(shè)保溫材料。
4. 按權(quán)利要求1所述的光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述照明光源包括梯度照明光源組及平衡照明光源組，其中梯度照明光源組(3)為一組以不同高度設(shè)置于封閉箱體內(nèi)部背板上的日光燈組，梯度照明光源組(3)所在平面垂直于培養(yǎng)裝置主板(1);均衡照明光源組(2)，為一組與平行設(shè)置于培養(yǎng)裝置主板(1)上部的日光燈組。
5. 按權(quán)利要求1所述的光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于在培養(yǎng)裝置 主板(1)上按實(shí)驗(yàn)要求隨機(jī)設(shè)置濾光部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光、溫雙梯度培養(yǎng)精確數(shù)據(jù)采集裝置，包括封閉箱體，兩側(cè)面、頂面、背板及底板封閉，正面開啟；封閉箱體支承箱設(shè)于封閉箱體下部；培養(yǎng)裝置主板水平放置于封閉箱體中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要設(shè)有不同的點(diǎn)位；照明光源以封閉箱體作為固定支承架，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整光強(qiáng)與光溫，對培養(yǎng)裝置主板上的培養(yǎng)物實(shí)施光照；溫度傳導(dǎo)部分，在培養(yǎng)裝置主板兩端導(dǎo)入差異溫度，通過培養(yǎng)裝置主板形成實(shí)驗(yàn)所需的梯度溫度；控制單元設(shè)于封閉箱體支承箱內(nèi)，對數(shù)據(jù)采集、溫度控制及照明進(jìn)行控制。本發(fā)明大量減少實(shí)驗(yàn)勞動強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)差錯率，首次實(shí)現(xiàn)了生物實(shí)驗(yàn)光、溫復(fù)合數(shù)據(jù)的一次性正交契合培養(yǎng)，適用于生物、微生物實(shí)驗(yàn)工作，數(shù)據(jù)全覆蓋，微觀技術(shù)數(shù)據(jù)反映準(zhǔn)確。
文檔編號C12M1/02GK101760430SQ20091002075
公開日2010年6月30日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者吳鈞, 周百成, 王金霞, 董瑞琪 申請人:中國科學(xué)院海洋研究所