專利名稱：具有低溫外殼的培養系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及培養箱領域，更具體地涉及一種設計為保持接近室溫的培養溫度(例 如20°C與25°C之間)的培養箱。
背景技術：
用于培養生物樣本(例如放置在瓶或類似容器中的人類血樣)的培養箱在本領域 中是公知的。圖1示出了這樣一種培養箱10，申請人的受讓人bioMerieuxJnc.以這種培 養箱10作為BacT/Alert 3D (TM)培養系統上市銷售。培養箱10被設計成用以培養含有培 養基的集血瓶(blood collection bottle) 12。培養箱具有抽屜14，該抽屜14被拉離培養 箱的其余部分(rest)，用以允許使用者將瓶12放入培養箱10或從培養箱10取出瓶12。培養箱還包括光學傳感器(未示出)，該傳感器對瓶12進行讀取以確定瓶中的樣 本與瓶中的培養基之間是否已經發生反應。U. S.專利文獻5，164，796中描述了這種傳感器 及其操作方法。培養箱具有定位在培養箱頂部的電子單元18，該電子單元接收來自光學傳 感器的信號并且調節培養箱的加熱器系統(未示出)，該加熱器系統進而調節培養箱的內 部溫度。培養箱10通常安裝在例如位于醫院、診所或其他場所的生物實驗室中，并放置在 實驗臺20上。在微生物實驗領域中，大體存在兩種不同的市場細分部分生物醫藥和食品。這兩 種細分部分都有獨特的微生物實驗及培養要求。具體地，生物醫藥細分部分嚴格遵循世界 藥典方法，其包括在兩種溫度范圍內(30°C -35°C和20°C -25°C )進行樣本的培養和微生物 實驗。相比之下，食品及其它臨床用戶通常將其培養箱設定在36°C或37°C的溫度。圖1中當前的BacT/ALERT 3D培養箱10被設計為在超出環境溫度7°C的培養 溫度至45°C的培養溫度下工作。當培養箱被放置在普通的實驗室環境(環境溫度約為 20 0C -22 0C )中時，溫度差大到足以使得培養箱能夠在30°C _35°C的培養溫度范圍內可 靠地執行培養。然而，在普通的實驗室工作條件下(其中實驗室和培養箱被保持在室溫 (200C -220C )環境條件下)，一些培養箱無法保持20°C _25°C的穩定的培養溫度范圍。簡單 地將待培養的試樣留在室溫下的試驗臺上當然是不可接受的，因為環境不能被可靠地控溫 (例如窗戶可能打開，空調系統可能沒有正常工作，供暖系統可能在夜間或周末關閉以節省 能源等)。為了使一些培養箱正常工作并保持20°C -25 °C (標稱22.5°C )的培養溫度范 圍，在過去是將整個培養箱移動至周圍環境溫度保持在約13°C或更低的可步入環境室 (walk-in environmental chamber)。然而，這種方法不能提供高效的工作環境，因為可步 入環境室所在的位置通常不方便，例如在大廳下面或在其他的樓層上。此外，許多大型設備 具有多個例如圖1的培養箱10那樣的培養箱。可步入環境室通常處于遠離其它培養箱的 單獨的位置，因此這使得在環境室中使用培養箱更加不便和低效。—種可考慮的替代方法是，將培養箱所在的整個實驗室空間冷卻至比如 IO0C -13°C。然而，這對于實驗室技術人員而言并非適宜的工作環境，因為他們必須穿很多以保暖，而且以冰冷的手來處理工作。最初設計圖1中所示的培養箱模塊10的Organon Teknika公司曾經開發出一種 稱為“Kool Boy”的培養儀器用以滿足在30°C以下的低溫下執行培養的需求。這種設計包 括安置在特制推車(custom cart)中的冷卻單元，培養箱位于頂部。冷卻單元是窗式空調。 空氣從推車的前部被抽入，冷卻空氣沿推車的后邊緣從管道(duct work)排出。培養箱背板 被拆除并且用附連至推車的上背部的管道替換。冷卻單元的冷卻空氣直接吹入培養箱中。 培養箱內的固件(firmware)控制氣流的溫度。由于風機的每分鐘轉速很高，所以該單元被 認為對于實驗室環境而言噪音過大。單元所需的220VAC電源也難以適用于大部分實驗室。 該產品由于這些及其它原因而在商業上失敗，根據推測僅售出1或2臺儀器。本發明的培養系統和設備解決了這種問題，即提供能夠在室溫或接近室溫 (200C -250C )下嚴格且可靠地保持培養溫度的培養箱，同時其允許實驗室工作人員在處于 室溫的正常實驗室環境中工作，并且通過避免使用特殊的環境室并導致低效而使得所有培 養箱保持在同一鄰近范圍中。本發明還克服了 Kool Boy儀器存在的諸多缺陷。

發明內容
在第一方案中，公開了一種培養系統。該系統被設計用于在受控的溫度環境中培 養樣本，例如生物樣本、種菌劃線有細菌培養物的瓊指板(agar plate)、集血瓶等。該溫度 環境優選但非必需地約為室溫，例如20°C與25°C之間。樣本或容納待培養樣本的設備的特 性并不重要。本文中，集血瓶的示例僅作為說明給出，而非限制。 所述系統包括培養箱，其具有外部和內部以及位于該外部上的一個或多個入口部 件，所述入口部件用于提供進入培養箱的內部的通路，以將樣本容器放入培養箱中或取出 樣本容器。入口部件的形式可以是門、抽屜或其他設計。培養箱包括用于將培養箱的內部 溫度保持在標稱的期望溫度(例如22. 5°C )的供暖系統。所述系統包括用于產生冷空氣供應的機器(制冷單元)。所述機器優選被組合在 安置培養箱的推車或基部結構中。由制冷單元產生的空氣的溫度通常低于培養箱的溫度， 例如為IO0C0所述系統還包括外殼，所述外殼位于培養箱的外部并且基本上包封培養箱。所述 外殼被構造和設計成在外殼與培養箱的外部之間限定一空間或區域。外殼與培養箱之間的 該空間或區域接收來自產生冷空氣供應的機器的冷空氣。由此向培養箱的外部提供較冷的 空氣。在優選的實施例中，外殼是隔熱的，例如由隔熱材料制成，或者由非隔熱材料(金屬 板)制成，但向該非隔熱材料添加隔熱物(例如泡沫)。外殼的尺寸和形狀使其基本上包圍 培養箱的外部以便在培養箱的外部保持周圍環境。外殼為培養箱提供周圍環境，其溫度大 大低于培養箱的標稱溫度，使得培養箱能夠在20-25°C范圍內的溫度下可靠地執行培養，由 此允許培養系統能夠安置在室溫環境中。在優選的實施例中，外殼包括缺口或開口，所述缺口或開口露出位于培養箱外部 上的一個或多個入口部件，其中用戶可以在培養箱的其余部分基本上被外殼包封的同時直 接接近存放在培養箱中的內容物。也可以設置完全包封培養箱的外殼，但所述外殼具有諸 如門等入口部件，用以允許用戶獲得進入培養箱的抽屜或門的通路，由此直接接近培養箱 內的樣本容器。
在一種結構中，供應冷空氣的機器被組合在基部中，所述基部可以采用的形式為 推車或者可動(即具有輪)或不可動的類似裝置。外殼和培養箱被安置在基部上。在一種 結構中，基部和隔熱的外殼被構造成和設置為用于現有培養箱的改裝組件，并且作為套件 被運送至培養箱的所在場所。基部包括用于將冷空氣排出基部的第一開口和用于使來自外 殼與培養箱之間的區域的空氣返回的第二開口，由此使空氣以閉合的環路的形式循環，從 基部到外殼與培養箱之間的空間，然后返回基部。在一種優選的結構中，外殼包括密封件，所述密封件在外殼與基部之間，以及外殼 與培養箱之間的、圍繞外殼中的缺口的區域實現基本上氣密密封。密封件防止周圍空氣進 入外殼與培養箱之間的區域中。這種設計允許冷空氣以閉合的環路的形式循環，到達培養 箱外殼和離開培養箱外殼，并使得在培養箱外殼內形成冷凝物的可能性最小化。在另一種可能的結構中，培養箱包括頂部和定位在培養箱的頂部中的電子模塊。 隔熱的外殼被構造和設置成第一分隔部分或下分隔部分以及第二分隔部分或上分隔部分， 所述第一分隔部分或下分隔部分包圍培養箱，所述第二分隔部分或上分隔部分包圍培養箱 的頂部。這兩個分隔部分(例如通過隔板)彼此分隔，使得來自冷空氣供應系統的空氣不 會進入上分隔部分。由于冷卻空氣不會循環到上分隔部分，所以這種設計防止了冷凝物可 能對電子產品產生的任何損壞。在另一方案中，提出了一種培養儀器，其以組合方式包括(a)培養箱，該培養箱具有外部和內部以及位于外部上的一個或多個入口部件，所 述入口部件用于提供進入培養箱的內部的通路，所述培養箱還包括熱源，所述熱源用于將 培養箱的內部保持在標稱培養溫度下；以及(b)包封培養箱的隔熱的外殼，所述外殼具有接收冷空氣的內部區域，其中隔熱的 外殼的尺寸和形狀使其基本上包圍培養箱的外部，在所述內部區域限定的區域中，來自冷 空氣源的、其溫度處于低于標稱溫度的空氣可以在培養箱的整個外部循環。在一種可能的結構中，培養箱對包含從病人處收集的樣本的樣本容器執行培養。 優選地，培養箱還包括傳感器，所述傳感器用于從所述樣本容器獲取傳感器讀數。在另一方案中，本發明可以采用的形式為圍繞培養箱進行安裝的冷卻室儀器。培 養箱的前側具有一個或多個入口部件，所述入口部件用于獲得進入培養箱的內部的通路。 冷卻室儀器包括隔熱的外殼，所述外殼的尺寸和形狀使其基本上包封培養箱，并且所述外 殼具有頂板，和第一、第二及第三側板以及具有缺口或開口的第四側，所述第一、第二及第 三側板用于覆蓋培養箱的第一、第二和第三側板，所述缺口或開口露出培養箱的入口部件。在又一方案中，提出了一種改造培養箱的方法，包括以下步驟a)獲取改裝套件，所述改裝套件包括(a)包含冷空氣源的基部，和(b)處于培養 箱所在位置的外殼，該外殼優選但非必需為隔熱的，所述基部具有用于排出冷空氣的第一 開口和用于使空氣返回基部的第二開口；b)將培養箱安置在基部上；c)將外殼安置在基部上，使得外殼包圍培養箱，并且基部中的第一開口和第二開 口位于培養箱的外圍但處于外殼的內部，從而使冷空氣能夠以閉合的環路的形式在培養箱 的外部循環并返回基部。在一種優選的結構實施例中，外殼包括缺口，該缺口露出培養箱的入口部件，從而使得在培養箱基本上被外殼包封的同時，能夠直接接近培養箱的內容物。可選地，外殼可以 完全包封培養箱，并且外殼包括安置在關鍵位置或類似位置處的入口部件，所述入口部件 用于提供進入培養箱的門或抽屜的通路。


圖1是現有技術中的培養箱的視圖，所述培養箱被設計為用于培養顯示為設置在 實驗室的試驗臺上的集血瓶。圖2是根據本發明的一個實施例的培養系統的立體圖。該系統包括培養箱(例 如圖1的培養箱)，容納產生冷空氣的機器的基部，以及包圍培養箱的外殼(通常但非必需 地為隔熱的或由本身具有隔熱特性的材料制成)。外殼包括缺口(在培養箱的前壁中的開 口)，該缺口露出培養箱的抽屜并且允許直接接近培養箱的內容物。圖3為圖2的培養系統的正視圖。圖4為圖3的培養系統的后視圖，只是外殼被拆除，從而示出了孔口和安置在基部 的頂部的培養箱，所述孔口用于將冷空氣排出基部和使空氣返回基部。圖5為圖2的培養系統的立體后視圖，其中外殼安裝在基部上并包圍培養箱。圖6為沿圖3的線6-6剖開的、圖2、圖3和圖5的培養系統的剖視圖。圖7為沿圖5的線7-7剖開的、圖2、圖3和圖5的培養系統的剖視圖，示出了空氣 在基部中的制冷機與外殼的內壁及培養箱的外壁間的空間之間以閉合的環路的形式循環 的流路。圖8為單獨示出的外殼的立體圖。圖9為改裝套件的視圖，所述改裝套件能夠被運送至諸如已經具有現有培養箱的 實驗室等場所。該套件包括圖2的基部和外殼，以及可選的溫度傳感器，所述溫度傳感器被 安置在培養箱的外部與外殼的內壁之間的空間中，用以監測該空間中的溫度。該溫度傳感 器可以被用在溫度反饋系統中以對定位于基部中的制冷機的工作進行調節。
具體實施例方式MM現在參照附圖，圖2是根據本發明的一個實施例的培養系統200的立體圖。系統 200包括培養箱10(例如圖1的培養箱)；基部或推車202，所述基部或推車容納產生冷氣 源的機器；以及外殼204，所述外殼包圍培養箱10。外殼204通常但非必須是隔熱的。也就 是說，外殼具有添加到形成外殼204的殼體或外板的隔熱物，和/或制成外殼204的材料和 /或外殼204的厚度使得外殼204在無需添加額外的隔熱物的情況下其本身也具有隔熱屬 性。培養箱10和外殼204被安置在基部202的頂部。基部202用作供外殼204和培養 箱10安置其上的可動基部，同時還容置產生冷空氣的制冷機700 (參見圖7)以及用于制冷 機的電源。該電源對來自世界各地的大部分電源的輸入電壓進行調節以對制冷單元供電。 在示出的實施例中，基部202中的制冷機700(圖7)產生10°C的氣流。該溫度設定僅是作 為示例提出的，而且可以根據培養箱所保持的標稱溫度、外殼204中具有的隔熱物的量、周 圍溫度環境以及系統是否使用了包括用于外殼的溫度傳感器的反饋溫度控制系統而變化，下面將予以說明。培養箱10包括供暖系統(常規的供暖系統，未示出)，該供暖系統為圖1中包含在 培養箱中的瓶12提供標稱溫度培養環境。在所示的實施例中，該溫度的范圍為20°C-25°C， 例如為22. 5°C。在優選的實施例中，外殼204是隔熱櫥柜，其基本上包圍并包封培養箱10，由此提 供相對較冷的周圍環境以便培養箱10在其內工作。優選的實施例在外殼204的前壁208 中設置缺口或開口 206，以便實驗室技術人員直接接近培養箱10的抽屜14。在工作中，來自基部202中的制冷機的冷空氣經由形成在基部202的頂部表面402 中的孔406(圖4、圖6)被吹出基部202，進入培養箱10的外部表面410(圖4)與外殼204 的內壁214(圖6，圖7和圖8)之間存在的空間或區域600(圖6，圖7)中。如圖6和圖7 所示，冷空氣環繞培養箱10的側部和后部循環，并經由位于基部202的頂部402中的回氣 口 404(圖4)返回基部202。空氣如圖7中的箭頭740所示那樣、以閉合的環路的形式流 動，由此使培養箱10保持相對較冷的即時周圍環境(例如10°C -13°C )。圖2的整個系統 可以安置在室溫環境中。外殼204包括位于外殼204與基部202之間的密封件(在圖8中最佳示出為附圖 標記800)以及在外殼204與培養箱10之間、定位于缺口 206處的密封件802。密封件可 采用擋風雨條或類似的彈性體、彈性產品的形式，該密封件優選在外殼204與基部202之間 以及外殼204與培養箱10之間的缺口 206處形成充分的氣密密封。密封件800和802由 此防止周圍空氣進入外殼204與培養箱10之間的空間或區域600 (在圖6和圖7中最佳示 出)。這使得基部202中的制冷機形成閉合環路的氣流系統，并防止引入濕氣和可能以其它 方式產生的相關冷凝物(condensation issue)。圖2中所示的系統允許培養箱10在20-25°C的標稱溫度下培養樣本，同時實現安 裝在處于室溫下的正常實驗室環境中的培養系統。無需使用額外的可步入環境室。實驗室 無需為了使培養箱10正常工作而被冷卻到室溫之下。如圖2、圖3和圖5最佳示出，外殼204特別構造成基本上包封培養箱10。外殼 204通常被構造的尺寸使得其能夠配合且基本上或完全包封特定結構和樣式的培養箱，同 時在恰當的位置設置缺口或開口，由此露出培養箱10的抽屜或門的入口。如圖6和圖8所 示，外殼204相對于培養箱10的尺寸要大得多，使得在培養箱10的外部410 (圖4)與外殼 204的內壁214(圖6，圖7和圖8)之間限定空間(圖6和圖7中的附圖標記600)，從而允 許來自制冷機的冷空氣能夠在該空間內循環。基部202 (圖2、圖3、圖4、圖7、圖9)和制冷機700在示出的實施例中，基部202采用的形式為如圖2所示的具有輪的推車或櫥柜。基 部為產生冷空氣供應的制冷機700(圖7)提供外罩或外殼。參照圖4，基部包括平坦的頂 部表面402，該頂部表面402具有開口 404和一個或多個孔口 406，所述孔口 406用作來自 制冷機的冷空氣的出口，所述開口 404用于使空氣返回基部202。如圖4所示，培養箱被安 置在頂部表面402上，使得孔口 404和406都定位于培養箱10的邊界以外。培養箱10借 助于支架408錨固至頂部表面402，該支架408將培養箱10的壁的基部與頂部表面402連 接。另一錨固支架407在儀器的背部延伸。如圖2和圖3所示，隔熱的外殼204也被安置在基部202的頂部。外殼204被錨固至培養箱的頂部并且被釘入基部202的適當位置。如圖6和圖7所示，外殼204在基部 202上被定位成使得外殼204的內壁214(圖8)位于基部頂部的開口 404和406的外圍。下面參照圖7，制冷機700包括蒸發器熱交換器732，其具有使空氣流過蒸發器的 通道(未示出)；以及一個或多個風扇730，所述風扇將冷空氣吹出基部202而進入培養箱 10與外殼204之間的空間600。制冷機包括常規的制冷機構734，該制冷機構734包括冷凝 器、壓縮機和管道，該管道將液體制冷劑輸送至蒸發器732，并使來自蒸發器的氣態制冷劑 返回機構734。這些詳情在制冷領域中是常見的。制冷機構734可采用標準的冰激凌車式 制冷單元(ice-cream cart refrigeration unit)的形式，其中蒸發器的尺寸或結構、占空 系數(duty cycle)、和/或風扇都被改造成產生比如10°C的溫度，以替代制冷機在冰激凌 應用中所采用的冰點以下的溫度。圖7還示出了電源模塊736，其對制冷機700供電。如果培養系統包括溫度反 饋控制系統，那么該系統還將包括安置在冷卻室空間600中、產生溫度信號的溫度傳感器 720 (圖7)。該信號被提供給容置在推車202中(例如被定位在電源模塊736中)的控制模 塊，該控制模塊控制制冷機700的工作。根據由傳感器720感測到的溫度變化，制冷機700 改變其工作性能以產生更冷或更熱的空氣，或者更多或更少的冷空氣量，從而在空間600 中為培養箱10形成期望的環境溫度。在示出的實施例中，制冷機700持續運轉以產生10°C的空氣，外殼204是隔熱的， 并且沒有設置反饋溫度傳感器720。設置溫度傳感器720和反饋溫度調節機制可以實現更 為節能的系統。培養箱10培養箱10可以是用于培養樣本的任意培養箱，其細節、形狀因素、結構、尺寸、或 被培養樣本的類型并非十分重要。附圖中所示的用于集血瓶的培養箱10僅僅是作為示例 給出，而非限制。通常，培養箱10具有自身的電子模塊(附圖中的附圖標記18)、加熱器和用于控制 培養箱的標稱培養溫度的溫度調節系統。在圖1-圖4的實施例中，培養箱是箱式的結構， 其具有由導熱材料(例如金屬板)制成的豎直壁所限定的外部表面410，但是這種結構以及 材料的選擇不是必需的，而是可以變化的。此外，可以采用除抽屜14以外的不同類型的入 口裝置，用于培養箱的入口裝置的具體結構并非十分重要。在優選的實施例中，外殼204構 造成基本上包封培養箱10 (如圖2、圖3、圖6和圖7所示)，同時露出培養箱10的抽屜14 的入口。在圖2和圖3的實施例中，應該注意的是，培養箱10和抽屜14的正面暴露于環境 條件(室溫)下，同時培養箱的其余三側(以及培養箱的底部)面臨由圖6和圖7的空間 600和推車202的較冷的頂部表面402提供的冷卻環境。試驗表明，培養箱的正面暴露于 環境條件下不太可能對培養箱保持穩定的20°C _25°C的溫度分布的性能造成影響。原因在 于，因為周圍環境和培養箱都被保持在20°C-25°C的溫度下，所以從周圍環境傳送到培養 箱內部或從培養箱內部傳送出的熱量很少或沒有。然而，因推車的冷卻空間600和較冷的 頂部表面402而導致培養箱10的側面、背面和底部暴露于冷環境下，而且從培養箱10的壁 到推車202的空間600及頂部的空氣循環中的熱傳導為培養箱10提供了足夠的溫差和熱 耗，使得培養箱中的供暖系統必須穩定工作以使培養箱10保持在穩定的20°C _25°C的標稱溫度。這種對于培養箱溫度控制系統的穩定工作的需要使得培養箱溫度控制系統將培養箱 10可靠地保持在20°C -25°C的標稱溫度。外殼 204參照圖2、圖3、圖5、圖6、圖7和圖8，外殼204優選為隔熱的結構，具有前壁208、 側壁210A、210B、210C以及頂板或頂壁210D。隔熱物在圖6和圖7中以附圖標記602示出。 在圖8中以立體圖單獨示出了外殼。在示出的實施例中，外殼204沒有底壁或底板。外殼 204被緊固至培養箱的頂部并且被釘入基部202的適當位置。外殼204基本上包圍并包封 培養箱10。壁208、210A、210B和210C優選是隔熱的。例如將1至2英寸的R5 Value泡沫 隔熱物施加到形成外殼204的殼體或外板上。外殼的頂板210D也可以是隔熱的。參照圖7，外殼包括隔板710，該隔板710從外殼的壁214向內延伸并且緊靠在電 子模塊18下方、鄰接培養箱10的外部。隔板用于將培養箱10與外殼204之間的空間分為 兩部分，位于隔板下方的第一分隔部分702包括培養箱與外殼204之間的冷卻空間600，第 二分隔部分704位于隔板上方并包圍培養箱中的電子模塊18。優選地，來自制冷機700的 冷卻空氣因隔板710而不會進入第二分隔部分704。這防止在部分704中形成冷凝物，所述 冷凝物會積聚并導致培養箱的電子模塊出現問題。如圖5的后視圖所示，在后側板210B的 頂部設有開口以露出用于培養箱的電子設備的排氣口并使得用于電子模塊18的冷卻系統 能夠正常工作。外殼204可以由本身具有隔熱特性的材料制成，以及制成具有足夠的厚度從而無 需添加額外的隔熱物，例如R5隔熱泡沫。改裝套件在本發明的一個可能的實施例中，培養箱10是現有的培養箱，外殼204和包括制 冷機700(圖7)的基部202作為套件900(圖9)提供或出售給培養箱所有者以改裝現有的 培養箱。外殼204和基部202被運送至培養箱10所在的實驗室，然后如附圖所示以及如本 文所述那樣配置基部和外殼，從而形成能夠理想地適用于在室溫下培養樣本的培養系統。 外殼204通常以分解的狀態進行運送并由技術人員在現場進行組裝。因此，在本發明的一種可能的實施例中，提出一種改造培養箱的方法。該方法包括 以下步驟a)獲取改裝套件900(圖9)，其包括(1)基部202，所述基部202容納產生冷空 氣的機器(圖7中的附圖標記為700)；和(2)隔熱的外殼204，所述外殼204處于培養箱10 所在位置，所述基部具有用于排出冷空氣的第一開口 406和用于使空氣返回基部202的第 二開口 404 ；b)將培養箱10安置在基部202上，使得第一開口 406和第二開口 404被定位于培 養箱的外部(參見圖4)；c)以隔熱的外殼204基本上包圍培養箱10的方式將隔熱的外殼204安置在基部 202上(圖2，圖3，圖5-圖7)。隔熱的外殼204的尺寸和形狀使其在培養箱10的外部與 外殼204之間限定空間600。外殼204被安置在基部202上，使得基部中的第一開口 406和 第二開口 404都被定位在隔熱的外殼內、與空間600連通(如圖6所示)。冷空氣以閉合的 環路的形式從基部出發，在培養箱的外部循環，然后返回基部(參見圖7)。空氣圍繞培養箱 的后側流至左側，在該處返回制冷單元。在外殼204內的空氣流流經培養箱背板。由此對 背板冷卻，進而對返向培養箱加熱元件的空氣冷卻。因而迫使培養箱中的加熱元件被打開以保持合適的培養箱溫度。可選地，隔熱的外殼包括缺口 206(圖2，圖8)，該缺口露出培養箱的入口部件14， 從而使得在培養箱基本上被隔熱的外殼包封的同時能夠直接接近培養箱的內容物。作為另 一選擇，外殼204完全包封培養箱10，同時在培養箱10中設有門(未示出)，打開該門以獲 得進入培養箱10的入口部件14的通路。在優選的實施方式中，所述方法包括以下步驟即在隔熱的外殼204與基部202之 間安裝密封件800，以及在外殼204與培養箱10之間安裝密封件802，從而防止周圍空氣進 入外殼204的內壁214與培養箱10的外壁410(圖4)之間限定的空間600。如圖9所示，改裝套件900還可以包括溫度傳感器720，其被安置在空間600中以 監測該空間中的溫度。溫度傳感器被安置成與用于制冷機700的控制系統電連通以提供反 饋溫度控制系統。由前述，應該理解的是，已經描述了一種培養系統(圖2-圖8)，其以組合方式包 括a)機器700，其用于產生冷空氣供應，b)培養箱10，其具有外部410和內部以及位于該外部上的一個或多個入口部件 14，所述入口部件用于提供進入培養箱的內部的通路，所述培養箱具有將培養箱的內部溫 度保持在標稱的期望溫度的系統；以及c)外殼204，其位于培養箱10的外部并且包圍培養箱10，以在外殼與培養箱的外 部之間限定空間600 (圖2，圖3，圖6，圖7)，其中空間600接收來自產生冷空氣供應的制冷機700(圖7)的冷空氣，外殼204 的尺寸和形狀使其基本上包圍培養箱的外部，空間600限定冷空氣圍繞培養箱外部循環的 區域(圖6，圖7)，而且外殼還包括缺口 206，所述缺口 206露出位于培養箱10外部上的一 個或多個入口部件14，用戶可以在培養箱被隔熱的外殼包封(圖幻的同時直接接近培養箱 中的內容物。如所述，在優選的實施例中，培養箱溫度控制系統進行工作以將培養箱的內部保 持在標稱的期望溫度(20°C與25°C之間)下。在優選的實施例中，供給外殼204的冷空氣 的溫度比培養箱的標稱期望溫度低至少7V。如圖2和圖7所示，用于供應冷空氣的機器被組合在基部202中，外殼204是隔熱 的外殼，并且外殼與培養箱都如圖4和圖5所示那樣安置在基部上，其中基部和隔熱的外殼 都被構造成和設置成用于現有培養箱的改裝組件或改裝套件(圖9)。應該注意的是，在示出的實施例中，冷空氣源是基部202中的制冷系統。這并非必 需的，而且制冷系統可以定位在培養箱的側部、后部或上方，或者甚至遠離培養箱，同時通 過導管將冷空氣輸入外殼與培養箱之間的空間600中，例如在設有多個培養箱的情況下， 單獨的共用制冷系統將冷空氣供應至各個培養箱和相關的外殼。由此，本發明的特征也可 以是，培養儀器由以下組成(a)培養箱10，該培養箱具有外部和內部以及位于該外部上的 一個或多個入口部件，所述入口部件用于提供進入培養箱的內部的通路，該培養箱還包括 將培養箱的內部保持在標稱的溫度下的熱源；(b)包封培養箱的隔熱的外殼204，該外殼的 內部空間或區域600接收來自冷空氣源(其可以設置在用于培養箱的基部中或者可以不設 置在該基部中)的冷空氣，其中隔熱的外殼的尺寸和形狀使其基本上包圍培養箱的外部，所述內部空間限定一區域，在該區域中，來自冷空氣源的、溫度低于標稱溫度的空氣可以在 培養箱的整個外部循環。在優選的實施例中，培養箱10對含有從病人處收集的樣本(例如血液)的樣本容 器進行培養。優選地，培養箱還包括傳感器，用以從樣本容器獲取傳感器讀數，其中培養箱 的標稱溫度處于20°C -25°C的范圍內。在U. S.專利文獻5，164，796中描述了用于集血瓶 的傳感器的示例，該專利文獻以引用方式并入本文。現有技術中公知的還有其他傳感器，所 述其他傳感器可以替換U. S.專利文獻5，164，796的傳感器。在本發明的另一種形式中，本發明的特征可以是一種包圍培養箱10進行安裝的 冷卻室儀器，該培養箱具有前側(在圖1，圖2和圖3中示出)和安置在培養箱的該前側 上的一個或多個入口部件14，所述入口部件用于獲得進入培養箱的內部的通路，該冷卻室 儀器包括隔熱的外殼204，其特定的尺寸和形狀使其基本上包封培養箱10，并且具有頂板 210D,第一、第二和第三側板210A，210B, 210C用以覆蓋培養室的第一、第二和第三側板，以 及具有開口 206的第四側208，其中在外殼204中的開口露出培養箱的入口部件。其他結構在所披露的實施例的基礎上可以想到另一種變型，其中外殼204自身沒有設置任 何隔熱物。在該實施例中，具有采取溫度傳感器720(圖7)形式的反饋系統，其監測外殼204 與培養箱10之間的空間600中的空氣溫度。溫度傳感器將溫度信號發送至冷空氣源(機 器700)，然后該冷空氣源被調節(例如以更大或更小的速度吹風或者產生更冷或更熱的空 氣)，從而當外殼以外的周圍條件發生變化時，在外殼與培養箱之間的空間中保持某一期望 的溫度(比如，10°C )。作為這種方式的變型，外殼是隔熱的(如同示出的優選實施例)，但是在外殼與培 養箱之間安置有溫度傳感器，冷空氣源被調節以將外殼與培養箱之間的空間中的溫度保持 在期望的溫度。該方式可以得到能源效率最大的系統，但儀器的成本可能會更高。因此，在可選的實施例中，可以想到一種培養系統，其以組合方式包括a)用于產生冷空氣供應的機器700，b)培養箱10，其具有外部和內部以及位于該外部上的一個或多個入口部件，所述 入口部件用于提供進入培養箱的內部的通路，該培養箱具有將培養箱的內部溫度保持在標 稱的期望溫度的系統；c)外殼204，其位于培養箱10的外部并且基本上包封培養箱10，以在培養箱的外 部與隔熱的外殼之間限定空間600，其中該空間接收來自產生冷空氣供應的機器700的冷 空氣；以及d)溫度傳感器720，其監測外殼204與培養箱10的外部之間的空間600中的溫度
并生成溫度信號；其中機器700響應于來自溫度傳感器的溫度信號而進行工作，以將培養箱的外部 與隔熱的外殼之間的空間600中的溫度調節到期望設定點，所述設定點低于培養箱的標稱
期望溫度。在一個實施例中，外殼204基本上是不隔熱的，即沒有添加額外的隔熱物以及由 本身不具有實質性隔熱屬性的材料制成，例如普通金屬板。可選地，如圖6和圖7所示，外 殼是隔熱的。
還可以想到另一種改造培養箱10的方法，包括以下步驟a)在培養箱10所在的場所獲取改裝套件900(圖9)，該改裝套件包括(1)基部 202，其容納產生冷空氣的機器，(2)用于培養箱的外殼204，以及C3)溫度傳感器720，基部 202具有用于排出冷空氣的第一開口和用于使空氣返回基部的第二開口 ；b)將培養箱安置在基部上(圖4)；c)以隔熱的外殼包圍培養箱并在外殼與培養箱的外部之間限定空間的方式將隔 熱的外殼安置在基部上，將隔熱的外殼安置在基部上以使基部中的第一開口和第二開口位 于培養箱的外圍并且與該空間連通，使得冷空氣以閉合的環路的形式從基部出發，在培養 箱的外部循環，然后返回基部(圖5-圖7)；以及d)將溫度傳感器720安置在外殼與培養箱之間的空間600中，并將溫度傳感器與 產生冷空氣的機器通信聯接(圖7)。附圖中所示的推車和隔熱的外殼的物理結構或形狀因素可以且確實能夠進行變 型，這種變型被視為落在本發明的范圍內。已經披露的外殼204的具體實施例是設計用于 特別的培養箱10(申請人的受讓人的商業產品)，但對于不同尺寸和形狀的培養箱，隔熱的 外殼(及基部)的尺寸和形狀當然也不同。因此，具體披露的實施例僅是作為示例給出，而 非限制。本領域技術人員將能夠輕易地采用本文獻關于冷空氣源、推車或基部和外殼的教 導來適應不同的培養箱，并且這種變型被視為落在本發明的范圍內。在所附的權利要求書中，術語“隔熱的外殼”應該包括(a) —種外殼，其外板或表 面的材料不具有實質的隔熱特性，但是其具有特別添加的隔熱物(例如泡沫)，以及(b) — 種外殼，其材料和/或制成的厚度使得其本身具有實質的隔熱特性，而無需加入任何額外 的隔熱材料，或者(c) 一種(a)和(b)的組合。此外，術語“冷空氣”應該表示已經例如被 制冷單元冷卻的空氣。這種空氣的溫度通常低于培養箱的標稱溫度，例如為10°C。所披露的具體實施例的這些以及其它變型也被包括在本發明內。所以涉及本發明 的范圍的問題可參照所附權利要求書而得到解答。
權利要求
1.一種培養系統，以組合方式包括a)產生冷空氣供應的機器，b)培養箱，其具有外部和內部以及位于該外部上的一個或多個入口部件，所述入口部 件用于提供進入所述培養箱的內部的通路，所述培養箱具有用于將所述培養箱的內部溫度 保持在標稱的培養溫度的系統；以及c)外殼，其位于所述培養箱的外部并且基本上包封所述培養箱，用以在所述培養箱的 外部與所述外殼之間限定空間，其中，所述空間接收來自產生冷空氣供應的系統的冷空氣，而且該系統提供冷空氣圍 繞所述培養箱的外部循環的環境，以及所述外殼還包括缺口，所述缺口露出位于所述培養箱的外部上的所述一個或多個入口 部件，用戶能夠在所述培養箱基本上被隔熱的外殼包封的同時，直接接近存放在所述培養 箱中的內容物。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述培養箱進行工作，以將所述培養箱的內部保持 在20°C與25°C之間的標稱的培養溫度下。
3.如權利要求2所述的系統，其中，供給至所述外殼的冷空氣的溫度比所述標稱的培 養溫度低至少7°C。
4.如權利要求1所述的系統，其中，所述外殼包括隔熱的外殼。
5.如權利要求1所述的系統，其中，用于供應冷空氣的所述機器被組合在基部中，所述 外殼包括隔熱的外殼，而且所述隔熱的外殼和所述培養箱被安置在所述基部上。
6.如權利要求5所述的系統，其中，所述隔熱的外殼還包括密封件，所述密封件用于在 所述隔熱的外殼與所述基部之間實現大體的氣密密封，同時在圍繞所述隔熱的外殼中的所 述缺口的區域中、于所述隔熱的外殼與所述培養箱之間實現大體的氣密密封，所述密封件 防止周圍空氣進入所述隔熱的外殼與所述培養箱之間的區域中。
7.如權利要求1所述的系統，其中，所述培養箱還包括容置電子模塊的頂部，所述外殼 包括隔熱的外殼，所述隔熱的外殼被構造和設置成第一分隔部分和第二分隔部分，所述第 一分隔部分包圍所述培養箱的第一側壁、第二側壁和第三側壁，所述第二分隔部分包圍所 述培養箱的頂部，所述第一分隔部分和所述第二分隔部分彼此分隔，使得來自供應冷空氣 的系統的空氣不會進入所述第二分隔部分。
8.如權利要求5所述的系統，其中，所述基部包括第一開口和第二開口，所述第一開口 用于將冷空氣排出所述基部，所述第二開口用于使空氣從所述隔熱的外殼與所述培養箱之 間的空間返回，由此使空氣以閉合的環路的形式循環，從所述基部到所述隔熱的外殼與所 述培養箱之間的空間，然后返回所述基部。
9.一種培養儀器，以組合方式包括(a)培養箱，該培養箱具有外部和內部以及位于所述外部上的一個或多個入口部件，所 述入口部件用于提供進入所述培養箱的內部的通路，所述培養箱還包括熱源，所述熱源用 于將所述培養箱的內部保持在標稱的培養溫度下；以及(b)隔熱的外殼，其基本上包封所述培養箱，所述外殼在所述培養箱的外部與所述外殼 之間限定用于接收來自冷空氣源的冷空氣的空間，在所述空間限定的區域中，來自所述冷 空氣源的、溫度低于所述標稱的培養溫度的空氣能夠在所述培養箱的整個外部循環。
10.如權利要求9所述的儀器，其中，所述隔熱的外殼還包括缺口，所述缺口露出位于 所述培養箱的外部上的一個或多個入口部件。
11.如權利要求9所述的儀器，還包括基部，其中所述隔熱的外殼和所述培養箱被安置 在所述基部上，而且所述基部容納所述冷空氣源。
12.如權利要求9所述的儀器，其中，所述培養箱對樣本容器執行培養，所述樣本容器 容納有從病人處收集的樣本，所述培養箱還包括傳感器，所述傳感器用于從所述樣本容器 獲取傳感器讀數，所述標稱的培養溫度在20°C -25°C之間。
13.—種圍繞培養箱安裝的冷卻室儀器，所述培養箱具有安置在所述培養箱的前側上 的一個或多個入口部件，所述入口部件用于獲得進入所述培養箱的內部的通路，所述冷卻 室儀器包括隔熱的外殼，其具有特定的尺寸和形狀以基本上包封所述培養箱，并且所述隔熱的外 殼具有頂板，第一側板、第二側板和第三側板，以及具有開口的前側，所述第一側板、第二側 板和第三側板用于覆蓋所述培養箱的第一側板、第二側板和第三側板，其中，在所述隔熱的外殼的前側中的開口露出所述培養箱的所述入口部件。
14.如權利要求13所述的儀器，還包括一組密封件，所述密封件圍繞所述開口、在所述 培養箱與所述隔熱的外殼之間形成密封。
15.如權利要求13所述的儀器，還包括為所述培養箱和所述隔熱的外殼提供支撐的基部。
16.如權利要求15所述的儀器，還包括用于將所述隔熱的外殼與所述基部密封的密封件。
17.如權利要求15所述的儀器，其中，所述基部容置產生冷空氣供應的機器和將冷空 氣吹入所述培養箱的外部與所述隔熱的外殼之間限定的空間中的風扇。
18.如權利要求13所述的儀器，其中，所述培養箱進行工作以將所述培養箱的內部保 持在20°C與25°C之間的標稱的培養溫度下。
19.如權利要求18所述的儀器，其中，所述冷空氣的溫度比所述標稱的培養溫度低至 少 7°C。
20.如權利要求19所述的儀器，還包括遠離所述培養箱和所述隔熱的外殼的冷空氣源 以及一個或多個將冷空氣從該冷空氣源導引至所述培養箱的外部與所述隔熱的外殼之間 限定的空間的管道。
21.一種改造培養箱的方法。包括以下步驟a)獲取改裝套件，所述改裝套件包括(1)基部，所述基部容納產生冷空氣供應的機 器，和O)隔熱的外殼，所述隔熱的外殼處于所述培養箱被定位的位置，所述基部具有用于 排出冷空氣的第一開口和用于使空氣返回至所述基部的第二開口；b)將所述培養箱安置在所述基部上，使得所述第一開口和所述第二開口都定位于所述 培養箱之外；c)以所述隔熱的外殼基本上包圍所述培養箱的方式將所述隔熱的外殼安置在所述基 部上，所述隔熱的外殼被構造成在所述培養箱的外部與所述外殼之間限定空間，將所述隔 熱的外殼安置在所述基部上以使所述基部中的所述第一開口和所述第二開口都與所述空 間連通地定位于所述隔熱的外殼內，由此冷空氣能夠以閉合的環路的形式從所述基部出發，在所述培養箱的外部循環，然后返回所述基部。
22.如權利要求22所述的方法，其中，所述隔熱的外殼包括缺口，該缺口露出所述培養 箱的入口部件，從而使得在所述培養箱基本上被所述隔熱的外殼包封的同時，能夠直接接 近所述培養箱的內容物。
23.如權利要求22所述的方法，其中，該方法還包括d)在所述隔熱的外殼與所述基部之間以及在所述隔熱的外殼與所述培養箱之間安裝 密封件，以防止周圍空氣進入所述隔熱的外殼的內部與所述培養箱的外部之間限定的空 間。
24.一種培養系統，以組合方式包括a)用于產生冷空氣供應的機器，b)培養箱，其具有外部和內部以及位于所述外部上的一個或多個入口部件，所述入口 部件用于提供進入所述培養箱的內部的通路，所述培養箱具有用于將所述培養箱的內部保 持在標稱的培養溫度下的系統；c)外殼，其位于所述培養箱的外部并且基本上包封所述培養箱以在所述培養箱的外部 與所述外殼之間限定空間，所述空間接收來自產生冷空氣供應的機器的冷空氣，以及d)溫度傳感器，其監測所述培養箱的外部與所述隔熱的外殼之間的空間中的溫度并生 成溫度信號；其中，所述機器響應于來自所述溫度傳感器的溫度信號而進行工作，以將所述培養箱 的外部與所述外殼之間的空間中的溫度調節到期望的設定點，所述期望的設定點低于所述 培養箱的標稱的培養溫度。
25.如權利要求M所述的系統，其中，所述外殼包括隔熱的外殼。
26.如權利要求M所述的系統，其中，所述外殼包括基本上不隔熱的外殼。
27.如權利要求M所述的系統，其中，所述外殼還包括缺口，該缺口露出位于所述培養 箱的外部上的一個或多個入口部件，用戶能夠直接接近存放在所述培養箱中的內容物。
28.一種改造培養箱的方法，包括以下步驟a)在所述培養箱所在的位置獲取改裝套件，該改裝套件包括(1)基部，所述基部包括 產生冷空氣的機器，和( 用于所述培養箱的外殼，以及溫度傳感器，所述基部具有用于排 出冷空氣的第一開口和用于使空氣返回所述基部的第二開口；b)將所述培養箱安置在所述基部上；c)以所述外殼包圍所述培養箱并在所述培養箱的外部與所述外殼之間限定空間的方 式將所述外殼安置在所述基部上，將所述外殼安置在所述基部上以使所述基部中的第一開 口和第二開口位于所述培養箱的外圍并且與所述空間連通，使得冷空氣能夠以閉合的環路 的形式從所述基部出發，在所述培養箱的外部循環，然后返回所述基部；以及d)將所述溫度傳感器安置在所述外殼與所述培養箱之間的空間中，并且將所述溫度傳 感器與所述產生冷空氣的機器通信聯接，從而允許對產生冷空氣的機器的工作進行溫度反 饋調節。
29.如權利要求觀所述的方法，其中，所述外殼包括缺口，該缺口露出所述培養箱的入 口部件，從而能夠直接接近所述培養箱的內容物。
30.如權利要求28所述的方法，其中，所述方法還包括e)在所述外殼與所述基部之間以及所述外殼與所述培養箱之間安裝密封件，以防止周 圍空氣進入所述外殼的內部與所述培養箱的外部之間限定的空間。
31.如權利要求觀所述的方法，其中，所述外殼是隔熱的外殼。
全文摘要
一種培養箱，所述培養箱裝配有包圍該培養箱的外殼。冷空氣產生系統將較冷的空氣供應至外殼與培養箱之間形成的空間。供應冷空氣的系統可以被容置在安置培養箱的推車或基部中。外殼以其基本上包封培養箱的方式被同樣安置在基部上。推車的頂部具有用于排出冷空氣的開口和用于使空氣返回的開口，從而使得空氣能夠以閉合的環路的形式循環。培養箱、冷空氣供應系統和外殼實現了一種用于在標稱20℃-25℃的溫度環境下培養樣本的方案。優選隔熱的外殼可以包括缺口或開口，所述缺口或開口露出培養箱的門或其他入口裝置，從而允許在培養箱的其余部分被外殼包封的同時，能夠直接接近培養箱中的樣本。
文檔編號C12M1/00GK102149810SQ200980135335
公開日2011年8月10日 申請日期2009年7月30日 優先權日2008年9月9日
發明者凱文·G·凱岑伯格, 大衛·M·羅賓斯, 詹姆斯·C·比肖普, 雅基·揚, 馬克·J·范寧 申請人:拜奧默里克斯公司