本發(fā)明涉及生物實驗儀器設備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

體內(nèi)機械應力是一個關(guān)鍵的誘導因素，對骨的生長和修復起到至關(guān)重要的作用。研究表明，作為應力刺激的一種，振動具有良好的促進骨形成和骨重建效應。振動應力有利于骨的成熟與改建，振動強度及振動頻率、振動幅度影響振動的成骨效果。總的來說，振幅≤50μm、強度＜1×g、頻率范圍在1-100HZ的極低幅度、低強度、低頻率的力學環(huán)境被認為是適宜的振動應力刺激環(huán)境，該低幅度、低強度、低頻率的振動也被稱為微振動。到目前為止，微振動具體的生物作用機理尚不十分明確。微振動生物效應的細胞水平實驗是研究其基礎機理的一個重要方面，通過微振動環(huán)境中離體骨系細胞在二維及三維體系上的培養(yǎng)，檢測各種細胞內(nèi)分子生化水平的變化，來探討和解釋微振動生物效應是該技術(shù)應用的主要目的。

目前的狀況是：在微振動生物效應刺激科學實驗研究中，常用的微振動儀是作為獨立裝置單一使用的，由激振功率放大器、通信模塊與振動信號調(diào)節(jié)控制器、振動臺等組合。通過將細胞培養(yǎng)皿或培養(yǎng)板放在微振動發(fā)生器裝置上，通過給予細胞不同的振動時間、間歇時間、頻率、強度及振動形式進行振動應力刺激。振動完成后再放回細胞培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)。由于微振動刺激往往是極低幅度、低強度或低頻的振動，還要長時間的連續(xù)或非連續(xù)的進行。微振動在脫離培養(yǎng)環(huán)境的條件下放置較長的時間或者較多的操作次數(shù)，這樣就給實驗過程帶來反復的操作步驟，增加細胞污染的幾率、加大了細胞培養(yǎng)環(huán)境的不穩(wěn)定性。并且微振動實驗要求振動信號測量值與振動設定參數(shù)值的誤差在±5％以內(nèi)，而普通細胞培養(yǎng)箱由于其內(nèi)部箱體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，如果直接把振動裝置放置于箱體內(nèi)部，振動臺的振動會引起培養(yǎng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生諧振等不規(guī)則干擾，使振動信號測量值誤差大于實驗允許誤差，從而嚴重干擾實驗設定的微振動各項參數(shù)，影響實驗準確性。到目前為止，尚無能在適合細胞培養(yǎng)的實驗環(huán)境下提供微振動應力刺激的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種細胞培養(yǎng)箱，它能有效地解決培養(yǎng)體脫離培養(yǎng)環(huán)境的條件下放置較長的時間的問題。同時還能有效地解決培養(yǎng)箱箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導致內(nèi)置的振動裝置產(chǎn)生諧振等問題以及產(chǎn)生的振動信號測量值誤差高于實驗允許誤差的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種細胞培養(yǎng)箱，包括上箱體、下箱體和控制器，上箱體內(nèi)為細胞培養(yǎng)倉，下箱體內(nèi)部設有帶彈性支承底座的激振裝置；上箱體的底板中間開有通孔，位于細胞培養(yǎng)倉底部的振動臺面下部設有豎桿，該豎桿穿過底板的通孔與下箱體中的激振裝置固定；激振功率放大器的輸出與激振裝置連接，激振裝置的振動信號通過振動傳感器與振動信號測量儀連接，振動信號調(diào)節(jié)控制器輸出端與激振功率放大器線路連接。

所述振動臺面的材質(zhì)為鋁合金板材，振動臺面上設有偶數(shù)排列等距螺孔。

所述彈性支承底座經(jīng)過特別加重。

所述激振裝置的永久磁鋼為釹鐵硼材質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

一、本發(fā)明把產(chǎn)生振源的振動臺和特別加重的彈性支承底座穩(wěn)固的懸掛于下箱體基礎結(jié)構(gòu)上，并把培養(yǎng)箱牢靠固定在基礎結(jié)構(gòu)上，通過調(diào)整彈性結(jié)構(gòu)使激振裝置和彈性支承底座的自振頻率遠離振源給定的低頻頻段，防止產(chǎn)生諧振帶來的干擾；同時，激振裝置的振動臺面從上箱體底部的通孔伸入培養(yǎng)箱內(nèi)，使產(chǎn)生振動的激振裝置完全與培養(yǎng)箱內(nèi)結(jié)構(gòu)隔離，避免激振裝置使培養(yǎng)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動的干擾，從而很好的解決了振源由于邊界條件不穩(wěn)定而產(chǎn)生諧振等不規(guī)則的隨機干擾問題，使振動信號測量值誤差在實驗誤差允許的5％以內(nèi)，從而提供了既滿足微振動應力刺激，又同時滿足細胞培養(yǎng)要求的實驗環(huán)境。

二、本發(fā)明在進行微振動環(huán)境細胞生物學行為調(diào)控機理研究時，有效地為微振動環(huán)境細胞培養(yǎng)倉提供可調(diào)節(jié)的微振動應力刺激環(huán)境。通過細胞培養(yǎng)箱外的控制部分可控制細胞培養(yǎng)箱內(nèi)的微振動參數(shù)，可調(diào)節(jié)微振動對培養(yǎng)細胞的作用時間、作用幅度、作用強度和作用頻率，從而改變細胞生長的應力環(huán)境。

三、本發(fā)明能夠用于二維和三維細胞培養(yǎng)，以及復合應力刺激作用下的細胞培養(yǎng)，通過變換夾具，可在振動臺面上牢靠固定各種規(guī)格的細胞培養(yǎng)瓶、細胞培養(yǎng)板、生物反應器及灌流裝置。

四、本發(fā)明用于固定培養(yǎng)裝置的夾裝過程操作簡單，裝卸便利；能夠用于長時間微振動環(huán)境的細胞培養(yǎng)，簡化了操作步驟，細胞培養(yǎng)過程受到最小的操作干擾，減少了細胞污染，為科研實驗提供了方便，為微振動生物效應科研實驗提供了更簡便的細胞培養(yǎng)方案，具有重要的實驗應用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明所述技術(shù)方案作進一步的詳細說明

實施例一

一種細胞培養(yǎng)箱，包括上箱體、下箱體4和控制器，上箱體內(nèi)為細胞培養(yǎng)倉9，下箱體4內(nèi)部設有帶彈性支承底座5的激振裝置6；上箱體的底板7中間開有通孔，位于細胞培養(yǎng)倉9底部的振動臺面8下部設有豎桿，該豎桿穿過底板7的通孔與下箱體中的激振裝置6固定；激振功率放大器1的輸出與激振裝置6連接，激振裝置6的振動信號通過振動傳感器與振動信號測量儀3連接，振動信號調(diào)節(jié)控制器2輸出端與激振功率放大器1線路連接。

所述振動臺面8的材質(zhì)為鋁合金板材，振動臺面8上設有偶數(shù)排列等距螺孔。

所述彈性支承底座5經(jīng)過特別加重。

所述激振裝置6的永久磁鋼為釹鐵硼材質(zhì)。

本發(fā)明通過激振功率放大器1和振動信號調(diào)節(jié)控制器2對激振裝置6所產(chǎn)生的振動進行調(diào)節(jié)控制，該振動信號調(diào)節(jié)控制器2可以直接控制振動振源的開關(guān)、微振動的頻率、強度、振幅、振動波形(正弦波、方波、三角波)和振動方式(連續(xù)、脈沖)及振動時間，并提供調(diào)節(jié)按鈕及顯示各種參數(shù)的LED顯示面板，所述振動信號測量儀3通過振動傳感器與所述激振裝置6連接，提供顯示各種參數(shù)的LED顯示面板。該激振裝置6的振動臺面8排列的偶數(shù)通孔可以根據(jù)培養(yǎng)細胞器皿或設備的尺寸采用不同規(guī)格的夾具進行夾裝固定，使用時細胞培養(yǎng)器皿或設備放置于所述激振裝置6的振動臺面8上，振動應包括整個細胞培養(yǎng)器皿或設備的細胞培養(yǎng)區(qū)域。

應用例：

取原代培養(yǎng)的SD大鼠10天乳鼠股骨提取的骨髓間充質(zhì)干細胞(BM-MSCs)傳代至第五代，以1x10⁴個細胞/ml的密度接種于細胞培養(yǎng)六孔板中，放置于37℃微振動環(huán)境細胞培養(yǎng)箱的振動臺上，固定，調(diào)節(jié)振動信號調(diào)節(jié)控制器控制微振動參數(shù)為振幅30μm、強度0.3g、頻率50HZ、正弦波、30分鐘連續(xù)振動、振動間隔6小時，每2天更換一次干細胞培養(yǎng)液。于加以振動刺激的第1、3、5、7天取出樣本，進行細胞增殖及骨向分化指標檢測等。

上述參照具體實施方式對該微振動培養(yǎng)一體裝置進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。