CN108641943A - 一种用于空间胚胎发育及状态保存装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，包括控制器、培养单元、可变温度室、固定液室、输运泵和夹管阀组；培养单元、固定液室、输运泵和夹管阀组通过管路相连，培养单元安装在可变温度室内；控制器根据指令控制可变温度室的温度和输运泵及夹管阀组的开关。在胚胎发育阶段，通过控制器设置可变温室的温度，使得培养单元中的胚胎处于37度培养环境中；空间胚胎发育实验结束后，通过指令开启夹管阀组、输运泵，将固定液室中的固定液注入培养单元中，废液回收至废液腔，实现胚胎的化学固定，同时通过控制器将可变温度室温度降为4度，以便更好的保存胚胎在轨的状态，卫星返地后由科学家进行进一步分析。
Description
技术领域
本发明属于空间科学实验技术领域，特别涉及一种空间胚胎或细胞培养和固定的技术方法和系统。
背景技术
地球上的生物均是在一个重力环境下生长繁衍的，在空间微重力环境中有何影响，特别在细胞、胚胎层次上有何影响，对未来人类长期在轨飞行意义重大。开展空间细胞、胚胎培养实验需要特殊的生保条件，同时为了减少卫星返地过程对实验结果的影响，需要实现样品的在轨固定。传统的实验室二氧化碳培养箱体积庞大，不能满足卫星的力学环境条件和资源条件，为此需要研制适合空间应用的胚胎发育及状态保存的装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可用于卫星平台的空间胚胎发育及状态保存装置。
本发明提供一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其使用包括如下步骤：A1.胚胎样品装载在培养单元内；A2.培养单元安装到可变温度室；A3.控制器控制可变温度室的温度到37度；A4.胚胎样品在上述环境中培养发育若干时间；A5.控制器接收地面发送指令，开启夹管阀组、输运泵，将固定液室中的固定液注入培养单元中，废液回收至废液腔，实现胚胎的化学固定，同时通过控制器将可变温度室温度降为4度。该方法可以实现胚胎或细胞的在轨发育或培养，并把空间实验过程的胚胎或细胞状态保存下来，便于返地后进一步开展胚胎或细胞分析研究。
本发明还提供一种可用于卫星平台的空间胚胎发育及状态保存装置，包括控制器1、培养单元2、可变温度室3、固定液室4、输运泵5和夹管阀组6。培养单元、固定液室、输运泵和夹管阀组通过管路相连，培养单元安装在可变温度室内；控制器根据指令控制可变温度室的温度和输运泵及夹管阀组的开关。
所述的控制器1为板级CPU控制器，可以接收卫星转发的控制指令。
所述的培养单元2为聚碳酸酯材料加工而成的培养盒，包括进液口、过滤膜和出液口。
所述的可变温度室3由制冷器和多层保温材料构成的腔室，制冷器可实现加热和制冷两种工作模式。
所述的固定液室4由一个翻转膜构建成的两个腔室，分别存放固定液和废液。
所述的输运泵5为5V供电的微型液泵，用于供给固定液。
所述的夹管阀组6为5V供电的常闭阀组，用于控制阻断固定液管路。
本发明的有益效果为：在胚胎发育阶段，通过控制器1设置可变温室3的温度，使得培养单元2中的胚胎处于37度培养环境中；空间胚胎发育实验结束后，通过指令开启夹管阀组6、输运泵5，将固定液室4中的固定液注入培养单元2中，废液回收至废液腔，实现胚胎的化学固定，同时通过控制器1将可变温度室温度降为4度，以便更好的保存胚胎在轨的状态。本发明的方法和装置可以用于太空胚胎体外发育研究。
附图说明
图1为本发明实施例的空间胚胎发育及状态保存装置的组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，并对照附图对本发明作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本实施例提供一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其使用包括如下步骤：A1.胚胎样品装载在培养单元内；A2.培养单元安装到可变温度室；A3.控制器控制可变温度室的温度到37度；A4.胚胎样品在上述环境中培养发育若干时间；A5.控制器接收地面发送指令，开启夹管阀组、输运泵，将固定液室中的固定液注入培养单元中，废液回收至废液腔，实现胚胎的化学固定，同时通过控制器将可变温度室温度降为4度。该方法可以实现胚胎或细胞的在轨发育或培养，并把空间实验过程的胚胎或细胞状态保存下来，便于返地后进一步开展胚胎或细胞分析研究。
实施例
如图1所示，一种可用于卫星平台的空间胚胎发育及状态保存装置，包括控制器1、培养单元2、可变温度室3、固定液室4、输运泵5和夹管阀组6。培养单元、固定液室、输运泵和夹管阀组通过管路相连，培养单元安装在可变温度室内；控制器根据指令控制可变温度室的温度和输运泵及夹管阀组的开关。
控制器1为板级CPU控制器，由SMJ2812主芯片构建，可以通过422接口接收卫星转发的控制指令，经过指令解析，响应控制指令。在培养阶段，温控点设定为37度；当接收到样品保存指令后，装置进入状态保存工作模式，开启夹管阀组和输运泵，将固定液注入培养单元，温控点设定为4度，使得胚胎等样品的在轨状态得到较长时间的保存。
培养单元2为聚碳酸酯材料加工而成的培养盒，包括进液口、过滤膜和出液口。胚胎培养在两层过滤膜之间，营养液通过浓度扩散经过过滤膜供给胚胎发育使用。
可变温度室3由制冷器和多层保温材料构成的腔室，制冷器可实现加热和制冷两种工作模式。空间微重力环境下没有重力对流，空气是良好的绝热材料，为此通过多层保温材料减少辐射漏热，能够更为有效地实现保温。
固定液室4由一个翻转膜构建成的两个腔室，分别存放固定液和废液。开始时，固定液腔注满固定液，翻转膜翻至废液腔；注入固定液后，固定液腔的容积减少，废液流回废液腔，废液腔容积逐渐增大，翻转膜逐渐翻转至固定液腔，提高了空间利用率。
输运泵5为5V供电的微型液泵，由控制器控制开关工作，用于供给固定液。
夹管阀组6为5V供电的常闭阀组，由控制器控制开关工作，用于控制阻断固定液管路。
发射前将胚胎样品装载在培养单元内，并将培养单元安装到可变温度室，安装到卫星上后，本装置加电，控制器控制可变温度室的温度到37度。卫星发射入轨，胚胎样品在上述环境中培养发育若干时间。控制器接收地面发送指令，开启夹管阀组、输运泵，将固定液室中的固定液注入培养单元中，废液回收至废液腔，实现胚胎的化学固定，同时通过控制器将可变温度室温度降为4度。从而实现胚胎或细胞的在轨发育或培养，并把空间实验过程的胚胎或细胞状态保存下来，便于返地后进一步开展胚胎或细胞分析研究。
Claims (7)
1.一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，包括控制器(1)、培养单元(2)、可变温度室(3)、固定液室(4)、输运泵(5)和夹管阀组(6)；其特征在于，
所述的培养单元(1)、固定液室(4)、输运泵(5)和夹管阀组(6)通过管路相连，培养单元(2)安装在可变温度室内；控制器(1)根据指令控制可变温度室(3)的温度和输运泵(5)及夹管阀组(6)的开关。
2.如权利要求1所述的一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其特征在于：所述的控制器(1)为板级CPU控制器，接收卫星转发的控制指令，控制输运泵(5)和夹管阀组(6)的开关，调节控制可变温度室(3)的温度。
3.如权利要求1所述的一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其特征在于：所述的培养单元(2)为聚碳酸酯材料的培养盒，包括进液口、过滤膜和出液口。
4.如权利要求1所述的一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其特征在于：所述的可变温度室(3)由制冷器和多层保温材料构成的腔室，制冷器实现加热和制冷两种工作模式。
5.如权利要求1所述的一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其特征在于：所述的固定液室(4)由一个翻转膜构建成的两个腔室，分别存放固定液和废液。
6.如权利要求1所述的一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其特征在于：所述的输运泵(5)为5V供电的微型液泵。
7.如权利要求1所述的一种用于空间胚胎发育及状态保存装置，其特征在于：所述的夹管阀组(6)为5V供电的常闭夹管阀组，用于控制阻断固定液管路，管路为硅橡胶管。
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