一种胚胎时差培养系统及培养箱的制作方法

1.本发明涉及生物样品培育技术领域，尤其是涉及一种胚胎时差培养系统及培养箱。


背景技术：

2.时差培养系统，是新兴的应用于临床的胚胎筛选评价方法，其无人为干扰培养方式和实时监控的特点，可对胚胎进行动态观察，利用形态动力学参数进行评价，使筛选结果更加客观化，因此时差培养系统通过时差成像技术，评估胚胎的发育潜能，筛选出最优质的胚胎进行移植，从而有效改善辅助生殖技术临床效果，提高着床率、临床妊娠率，缩短患者成功受孕时间。
3.但目前市场中的胚胎时差培养箱产品大多采用多个培养仓室同时设置在一个培养箱主机上的设计，例如公开号为cn211142052u的专利，公开了一种胚胎时差培养装置，其技术特征包括，装置壳体(即培养箱)上设置有多个时差培养模块(即培养仓室)，这种设计虽然实现了培养仓室的独立控制、独立培养，但多个培养仓室仍作为一个整体共同接入到培养箱整机内部的供电系统和供气系统中，一旦培养箱整机内部的供电或供气发生故障，则会同时对多个培养仓室造成影响；
4.同时，由于每个培养箱主机上设定的培养仓数目值无法改变，对于培养仓室需求量不多、预算较少的生殖中心，这类产品成本过于高昂，并且由于多个培养仓室作为一个整体一起接入培养箱主机中，当出现供过于求的情况时，一些培养仓室会被闲置，但却还是与使用的培养仓室一起接入培养箱主机的供电系统和供气系统中，造成了不必要的资源浪费。
5.另外胚胎时差培养的周期较长，在胚胎培养过程中远程实时监测培养箱的工作状态能够方便医生及时掌握胚胎的发育情况，并及时对胚胎采取保护措施，目前现有技术中采用拍照方式进行实时监测，例如公开号为cn211142052u的专利，公开了一种胚胎时差培养装置，其技术特征包括，时差培养模块包括培养模块和显微成像系统，显微成像系统包括光源以及相应配合的成像设备，通过显微成像系统对胚胎进行实时监测，但是这种方式只能够对胚胎的外形进行检测(即胚胎的发育状况)无法对胚胎的环境进行检测，同时由于不同的生殖中心采用培养液的品牌不同，当胚胎发育效果不佳时，这种方式难以区分是培养箱的问题还是培养液的问题，造成了胚胎培养过程中出现问题无法第一时间做出相对应措施，对胚胎的发育造成了很大影响。
6.故而现在提出一种胚胎时差培养系统及培养箱解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明克服了现有技术的不足，提供一种胚胎时差体系及培养箱。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种胚胎时差培养系统，包括
9.多个连接在一起的培养箱主体，各个所述培养箱主体之间设置有拓展模块，所述
拓展模块包括外接模块和内接模块；
10.所述外接模块包括连接板和插槽，所述插槽设置在所述培养箱主体两侧，所述连接板插接在所述插槽内并与所述插槽形成可拆卸连接，所述连接板设置有两个连接端，两个所述连接端分别插接在不同培养箱主体的插槽中；
11.所述内接模块包括电源插座和电源拓展插座以及通电器，所述电源插座和电源拓展插座设置在所述培养箱主体外侧，所述通电器设置在所述培养箱主体内侧，所述电源拓展插座与所述通电器皆与所述电源插座电连接，所述电源拓展插座与所述通电器之间并联，当所述电源插座通电时，所述电源拓展插座通电与所述通电器同时通电或不同时通电；
12.所述内接模块还包括气体连接装置，所述气体连接装置为多通道结构，其中包括出气通道、拓展通道和入气通道，所述入气通道能够与所述出气通道和所述拓展通道同时连通或不同时连通。
13.本发明一个较佳实施例中，所述连接板上设置有连接孔，所述连接孔设置在所述连接板两端；
14.所述插槽包括前部插槽和后部插槽，
15.所述前部插槽包括连接部和配重部，所述连接部上设置有防锈孔，所述防锈孔大小与所述连接孔相适配，所述防锈孔通过固定件与所述连接孔连接，使所述连接板固定连接在所述前部插槽内，所述配重部包括翼板和配重块，所述翼板设置在所述防锈孔两侧，所述配重块为梯形凸起结构，并由所述防锈孔向后延伸；
16.所述后部插槽上设置有固定孔，所述固定孔大小与所述连接孔大小相适配，所述固定孔通过固定件与所述连接孔连接，使所述连接板固定连接在所述后部插槽内。
17.本发明一个较佳实施例中，所述培养箱主体每侧至少设置1个所述前部插槽和2个所述后部插槽，所述前部插槽和后部插槽分别设置在所述培养箱主体的一侧的前端和后端。
18.本发明一个较佳实施例中，所述拓展通道上设置有堵头，所述堵头大小与所述拓展通道相适配，所述堵头能够插接在所述拓展通道内，并与所述拓展通道可拆卸连接。
19.一种胚胎时差培养箱，为上述所述的胚胎时差培养系统中的任一培养箱主体；
20.所述培养箱主体包括外壳体和设置在所述外壳体内的培养仓室，所述培养仓室包括培养模块、ph检测模块、拍照模块以及自我调节模块；
21.其中，所述ph检测模块设置在所述培养模块内，所述ph检测模块包括光纤探头、ph皿和ph传感器，所述光纤探头安装在所述培养仓室底部，所述ph皿放置在所述培养仓室内部，所述ph传感器粘贴在所述ph皿内底面；
22.其中所述光纤探头和所述ph皿之间设置有透明隔档片，所述透明隔档片安装在所述培养仓室上；
23.所述ph传感器能够感知培养液ph值的变化，并呈现出不同的颜色，所述光纤探头对所述ph传感器的颜色变化进行检测，并将其换算成相应的ph值。
24.本发明一个较佳实施例中，所述自我调节模块包括温控系统和配气系统，所述温控系统包括加热装置和连接在所述加热装置上的温度控制器和温度传感器，所述温度控制器与所述温度传感器皆能控制所述加热装置工作，且所述温度控制器与所述温度传感器不同时运行。
25.本发明一个较佳实施例中，所述配气系统包括压力传感器、co2浓度传感器、o2浓度传感器、比例阀、流量传感器和过滤器，所述压力传感器、co2浓度传感器、o2浓度传感器用于对所述培养仓室内的气体压力、co2浓度和o2浓度进行监测，所述过滤器安装在所述培养仓室的进气口，用于对外部气源中的微小杂质进行过滤。
26.本发明一个较佳实施例中，所述培养模块包括培养室上盖和培养室底座，两者形成密闭的培养空间，所述培养室底座上设置培养皿槽，所述培养皿槽设置在所述ph皿槽旁侧，所述培养皿槽中放置有胚胎培养皿，所述胚胎培养皿上设置有若干微孔，所述微孔呈直线排列。
27.本发明一个较佳实施例中，所述拍照模块包括成像机构和光源，所述成像机构安装在培养仓室的底部，光源通过安装板安装在培养仓室的上部；
28.所述成像机构上设置有物镜，所述物镜为可更换的相差物镜；
29.所述光源上开有轴向为z轴方向的腰孔，所述安装板上开有轴向为y轴方向的腰孔，使得所述光源在y轴方向和z轴方向上的安装位置皆可调节；
30.每次更换相差物镜后，可通过所述y轴方向和z轴方向上的腰孔对所述光源的位置进行微调，使所述拍照模块对胚胎成像效果保持一致。
31.本发明一个较佳实施例中，所述成像机构搭载在二轴运动机构上，所述二轴运动机构能够带动所述成像机构沿水平方向平移和沿竖直方向升降，使所述成像机构对胚胎拍照时，物镜和胚胎培养皿的微孔保持同轴；
32.所述光源搭载在单轴运动机构上，所述单轴运动机构能够带动所述光源沿水平方向平移，最终在水平方向上到达与成像机构物镜相同位置。
33.本发明一个较佳实施例中，所述二轴运动机构上至少设置一个消隙结构，所述消隙结构设置在所述二轴运动机构的传动机构上，消除二轴运动机构在运动过程中元件与元件之间受拉力影响产生空隙。
34.本发明一个较佳实施例中，消隙结构包括抵消片和设置在所述二轴运动机构上的螺母，所述抵消片能够安装在所述螺母上，所述抵消片上设置有通槽，所述通槽一侧设置有顶丝孔，所述顶丝孔内设置有顶丝。
35.本发明一个较佳实施例中，所述二轴运动机构包括x轴运动机构和z轴运动机构，所述x轴运动机构包括螺母、丝杆、衬套、球杆座以及簧片；
36.所述螺母左右两侧对称设置有圆孔，所述圆孔用于嵌入所述衬套，所述衬套内开有方孔，
37.所述球杆座上设置有球杆，所述球杆末端为球头结构，所述球杆设于衬套的方孔内且所述球头结构与所述衬套内壁抵接，所述簧片安装在所述球杆座上并与所述螺母的端面接触。
38.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
39.(1)本发明的胚胎时差培养系统在满足胚胎培养需求的同时，位于体系中的多个培养箱主体皆为互不影响的单一工作模式，对一台培养主体箱进行操作不干扰其他培养箱主体的工作，且一台培养箱主体发生故障也不影响其他培养箱主体的正常运行；
40.另外在各个培养箱主体之间设置拓展模块，通过拓展模块将各个培养箱之间的电气进行连接，在使用过程中仅用一个外部电源和一个外部气源可保证多台培养箱同时运
行；
41.并且拓展模块中的连接板为可拆卸连接，可根据需求对体系内的培养箱主体数量进行增减，防止出现培养箱的不足或闲置，避免同一批次的胚胎要进行不同批次的培养造成周期过长或资源的浪费，同时对于培养仓室需求量不多、预算较少的生殖中心，相较于购置一台大型整机式的培养箱，本发明根据使用情况分配不同数量培养箱的方式成本更低适配性更强。
42.(2)本发明通过在胚胎培养箱中的培养仓室内设置ph检测模块对整个培养
43.周期内对培养液的ph值进行在线的实时监测，以提示胚胎所在的培养液环境是否异常，相较于现有技术中仅采用拍照检测的方式，本发明能在胚胎发育异常时根据ph值快速推断出是培养箱的问题还是培养液的问题，以便于第一时间做出相对应措施，极大的提高了胚胎的发育的成功率；
44.同时将ph皿直接设置在胚胎培养皿的一侧，使ph皿与胚胎培养皿始终处于一致培养环境，保证了检测结果的准确性，另外将ph传感器粘贴在ph皿内的底面上，将光纤探头安装在培养仓室底部的方式，不仅保证了对培养液的实时监测同时还为非侵入式检测，光纤探头不直接伸入培养液内，避免污染培养液，同时还不用反复打开培养仓进行检测，最大化的保证了培养仓内部环境不与外部环境接触，降低了环境对胚胎的影响，保证了胚胎的稳定发育。
45.(3)本发明设置有拍照模块对胚胎的发育进行实时监测，同时拍照模块包括成像机构和光源，其中成像机构为可更换的相差物镜，可以支持不同工作距离和不同倍数物镜的更换，满足了胚胎不同时期对焦平面图像采集的需求，同时将光源固定在安装板上，光源上开有轴向为z方向的腰孔，安装板上开有轴向为y方向的腰孔，使得光源在y方向和z方向上的安装位置可调，每次更换成像机构的物镜后，可对光源的位置进行微调来配合成像机构物镜，保证拍照模块对胚胎成像效果的一致性。
46.(4)本发明设置有消隙结构，其中消隙结构设置在二轴运动机构的传动机构上，消隙结构包括抵消片和设置在所述二轴运动机构上的螺母，抵消片能够安装在所述螺母上，在二轴运动机构使用过程中，传动机构受负载结构影响螺母和丝杆之间容易出现螺纹间隙，导致运动机构的重复性精度降低，通过将抵消片连接在螺母上形成消隙结构，对螺母和丝杆的螺纹间隙进行消除，保证胚胎每次成像时在视场中位置的一致性，避免胚胎每次成像时在成像视场中的位置偏差。
附图说明
47.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
48.图1为本发明的优选实施例的培养培养体系结构示意图；
49.图2为本发明的优选实施例的培养箱主体立体结构图；
50.图3为本发明的优选实施例的培养箱主体外接模块连接结构示意图；
51.图4为本发明的优选实施例的前部插槽与拓展模块组装图；
52.图5为本发明实施例中前部插槽连接端结构示意图；
53.图6为本发明实施例中前部插槽固定端结构示意图；
54.图7为本发明实施例中前部插槽剖视图；
55.图8为本发明的优选实施例的后部插槽与拓展模块组装图；
56.图9为本发明实施例中后部插槽连接端结构示意图；
57.图10为本发明实施例中后部插槽固定端结构示意图；
58.图11为本发明实施例中后部插槽剖视图；
59.图12为本发明的优选实施例的连接板立体结构图；
60.图13为本发明的优选实施例的培养箱主体另一立体结构图；
61.图14为本发明的优选实施例的电连接连接方式结构示意图；
62.图15为本发明的优选实施例的气体连接装置；
63.图16为本发明的优选实施例的培养箱主体内部结构图；
64.图17为本发明的优选实施例的培养仓室结构示意图；
65.图18为本发明的优选实施例的ph检测模块结构示意图；
66.图19为本发明的优选实施例的拍照模块结构示意图；
67.图20为本发明的优选实施例的成像机构结构示意图；
68.图21为本发明的优选实施例的光源结构示意图；
69.图22为本发明的优选实施例的光源与安装板连接结构示意图；
70.图23为本发明的优选实施例的消隙结构结构图；
71.图24为本发明的优选实施例的消隙结构作用原理示意图；
72.图25为本发明的优选实施例的消隙结构作用原理受力剖面图；
73.图26为本发明的优选实施例的x轴运动机构侧视图；
74.图27为本发明的优选实施例的浮动连接结构结构图；
75.图28为本发明的优选实施例的浮动连接结构簧片作用原理图；
76.图29为本发明的优选实施例的衬套结构示意图；
77.图30为本发明的优选实施例的球杆结构示意图。
78.图中：1、培养箱主体；11、外接模块；110、连接板；1101、连接孔；111、插槽；1110、前部插槽；11101、连接部；11102、翼板；11103、配重块；11104、防锈孔；1111、后部插槽；11110、固定孔；
79.12、内接模块；120、电源插座；121、电源拓展插座；123、气体连接装置；1230、出气通道；1231、拓展通道；1232、入气通道；1233、堵头；
80.2、培养仓室；21、培养模块；210、培养室上盖；211、培养室底座；212、培养皿；
81.22、ph检测模块；220、光纤探头；221、ph皿；222、ph传感器；223、透明隔档片；
82.23、拍照模块；230、成像机构；2301、物镜；231、光源；2310、安装板；23100、y腰孔；2311、z腰孔；
83.232、二轴运动机构；2320、消隙结构；23201、抵消片；232010、通槽；232011、顶丝孔；232012、顶丝；23202、螺母；2321、z轴运动机构；
84.2322、x轴运动机构；23220、簧片；23221、螺母；232210、圆孔；
85.23222、电机；23223、平移座；23224、负载板；23225、直线导轨；23226、滑块；23227、球杆座；232270、球杆；23228、衬套；232280方孔；23229、丝杆；
86.233、单轴运动机构；
87.24、自我调节模块；241、过滤器。
具体实施方式
88.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
89.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
90.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
91.如图1-16所示，一种胚胎时差培养系统，包括多个连接在一起的培养箱主体1，各个培养箱主体1之间设置有拓展模块，所述拓展模块包括外接模块11和内接模块12。
92.拓展模块包括外接模块11和内接模块12，外接模块11用于培养箱主体1与培养箱主体1之间的机械连接，将多个培养箱主体1连为一个整体，便于统一管理和减少占地面积，内接模块12用于将外界电气接入培养箱内，满足培养箱主体1内胚胎的生长需求。
93.外接模块11包括连接板110和插槽111，插槽111设置在培养箱主体1两侧，连接板110能够插接在插槽111内并与插槽111形成可拆卸连接，连接板110设置有两个连接端，两个连接端分别插接在不同培养箱主体1的插槽111中，当培养箱主体1需要连接另一培养箱主体1时，连接板110一端插接在培养箱主体1的插槽111中，另一端插接在另一培养箱主体1插槽111中，通过连接板110完成培养箱主体1之间的连接，具体为，
94.连接板110上设置有连接孔1101，连接孔1101设置在连接端，两端连接孔1101分别伸入不同培养箱主体1的插槽111中，通过将固定件插入两连接孔中，将连接板110固定在插槽111内。
95.插槽111包括前部插槽1110和后部插槽1111，培养箱主体1每侧至少设置1个前部插槽1110和2个后部插槽1111，前部插槽1110和后部插槽1111分别设置在培养箱主体1的一侧的前端和后端，前后都设置至少两个插槽111结构，保证两培养箱之间被稳固的固定在一起。
96.如图4-7所示，前部插槽1110包括连接部11101和配重部，连接部11101上设置有防锈孔11104，防锈孔11104大小与连接孔1101相适配，防锈孔11104通过固定件与连接孔1101连接，固定件可以为现有固定钉，例如螺钉，使连接板110固定连接在前部插槽1110内，配重部包括翼板11102和配重块11103，翼板11102设置在防锈孔11104两侧，配重块11103为梯形凸起结构，并由防锈孔11104向后延伸，用以平衡连接孔1101两侧的弯矩，防止前部插槽1110因弯矩不均导致的正应力引起结构变形，提高插槽111的精准度和耐用性，避免连接片因插槽111变形而无法进行连接；
97.如图8-11，后部插槽1111上设置有固定孔11110，固定孔11110大小与连接孔1101大小相适配，固定孔11110通过固定件与连接孔1101连接，固定件可以为现有固定钉，例如螺钉，使连接板110固定连接在后部插槽1111内。
98.如图13-14所示，内接模块12包括电源插座120和电源拓展插座121以及通电器，电源插座120和电源拓展插座121设置在培养箱主体1外侧一端，通电器设置在培养箱主体1内侧，电源拓展插座121与通电器皆与电源插座120电连接，电源拓展插座121与通电器之间并联，当电源插座120通电时，电源拓展插座121通电与通电器同时通电或不同时通电，
99.如图13、15所示，内接模块12还包括气体连接装置123，气体连接装置123为多通道结构，其中包括出气通道1230、拓展通道1231和入气通道1232，其中入气通道1232能够与出气通道1230和拓展通道1231同时连通或不同时连通，拓展通道1231上设置有堵头1233，堵头1233大小与拓展通道1231相适配，堵头1233能够插接在拓展通道1231内，并与拓展通道1231可拆卸连接，当不进行连接时，可用堵头1233将拓展通道1231堵住，防止气体泄漏。
100.如图16所示，通过上述内接模块12实现各个培养箱之间的互不干扰式电气连接，在使用过程中仅用一个外部电源和一个外部气源可保证多台培养箱同时运行，并且培养环境和运行状态相互独立，对一台培养箱的操作不干扰其他培养箱的工作，且一台培养箱发生故障不影响其他培养箱的正常运行。
101.如图16-30所示，一种胚胎时差培养箱，包括上述的胚胎时差培养箱；
102.培养箱主体1内设置有培养仓室2，培养仓室2包括培养模块21、ph检测模块22、拍照模块23以及自我调节模块；
103.如图16-17所示，其中，ph检测模块22设置在培养模块21内，通过在培养仓内设置ph检测模块22对整个培养周期内对培养液的ph值进行在线的实时监测，以提示胚胎所在的培养液环境是否异常，相较于现有技术中仅采用拍照检测的方式，本发明能在胚胎发育异常时根据ph值快速推断出是培养箱的问题还是培养液的问题，以便于第一时间做出相对应措施，极大的提高了胚胎的发育的成功率。
104.ph检测模块22包括光纤探头220、ph皿221和ph传感器222，光纤探头220安装在培养仓室2底部，保证了对培养液的实时监测。
105.ph皿221放置在培养仓室2内部，ph传感器222粘贴在ph皿221内底面，其中光纤探头220和ph皿221之间设置有透明隔档片223，透明隔档片223安装在培养仓室2上，采用非侵入式检测，光纤探头220不直接伸入培养液内，避免污染培养液，同时还不用反复打开培养仓进行检测，最大化的保证了培养仓内部环境不与外部环境接触，降低了环境对胚胎的影响，保证了胚胎的稳定发育。
106.ph传感器222能够感知培养液ph值的变化，并呈现出不同的颜色，光纤探头220对ph传感器222的颜色变化进行检测，并将其换算成相应的ph值。
107.培养模块21包括培养室上盖210和培养室底座211，两者形成密闭的培养空间，培养室底座211上设置培养皿212槽，培养皿212槽设置在ph皿221槽旁侧，培养皿212槽中放置有胚胎培养皿212，胚胎培养皿212上设置有若干微孔，微孔呈直线排列，优选为16个微孔，每个微孔内放置一枚胚胎，将ph皿221直接设置在胚胎培养皿212的一侧，使ph皿221与胚胎培养皿212始终处于一致培养环境，保证了检测结果的准确性。
108.优选的，ph皿221的开口尺寸优选为15mm
×
15mm，容积优选为2.5ml，当培养液的ph
值需要在外部检测或校准时，保证常规的ph传感器222探头能够完全浸没在培养液中，同时培养液的取样量较少。
109.如图16-17所示，自我调节模块包括温控系统和配气系统，
110.温控系统包括加热装置和连接在加热装置上的温度控制器和温度传感器，温度控制器与温度传感器皆能控制加热装置工作，温度控制器用于加热装置控制的温度反馈，温度传感器用于超温保护，当温控系统失效，温度传感器感知到培养仓室2的温度到达设定值以上一定的温度后，能够切断加热装置，防止温度过高对胚胎的损害。
111.配气系统包括压力传感器、co2浓度传感器、o2浓度传感器、比例阀、流量传感器和过滤器，压力传感器、co2浓度传感器、o2浓度传感器用于对培养仓室2内的气体压力、co2浓度和o2浓度进行监测，从而对供入胚胎培养箱主体1内气体流量进行控制，过滤器安装在培养仓室2的进气口，用于对外部气源中的微小杂质进行过滤。
112.如图19-30所示，拍照模块23包括成像机构230和光源231，拍照模块23对每一个胚胎，每隔一段时间进行自动拍照，能够完整地记录胚胎在整个培养周期内的发育过程，
113.成像机构230安装在培养仓室2的底部，具体为搭载在一个二轴运动机构232之上，能够沿胚胎培养皿212微孔的排列方向(x方向)平移，并沿竖直方向(z方向)进行升降运动，
114.光源231通过安装板2310安装在培养仓室2的上部，具体为搭载在一个单轴运动机构上，能够在x方向上平移，其中光源231起到照明的作用，优选为斜射照明，此时光源231在与培养皿212微孔排列方向垂直的水平方向(y方向)上和成像机构230的物镜2301不同轴，光源231的主轴和成像机构230物镜2301的主轴在y方向上的距离优选为8mm，单轴运动机构能够带动光源231沿水平方向平移，最终在水平方向上到达与成像机构230物镜2301相同位置。
115.成像机构230上设置有物镜2301，物镜2301为可更换的相差物镜2301，成像机构230为可更换的相差物镜2301，可以支持不同工作距离和不同倍数物镜2301的更换，满足了胚胎不同时期对焦平面图像采集的需求，
116.光源231上开有轴向为z轴方向的腰孔2311，安装板2310上开有轴向为y轴方向的腰孔23100，使得光源231在y轴方向和z轴方向上的安装位置皆可调节；
117.每次更换相差物镜2301后，可通过y轴方向和z轴方向上的腰孔对光源231的位置进行微调，调整范围优选为
±
3mm，使拍照模块23对胚胎成像效果保持一致。
118.由于二轴运动机构232使用过程中，在二轴运动机构使用过程中，传动机构受负载结构影响螺母和丝杆之间容易出现螺纹间隙，导致运动机构的重复性精度降低，优选的，二轴运动机构232上至少设置一个消隙结构2320，用于消除二轴运动机构232在运动过程中螺母和丝杆螺纹之间受拉力影响产生的螺纹间隙，具体为，
119.如图23-25所示，消隙结构2320包括抵消片23201和设置在二轴运动机构232上的螺母23202，抵消片23201能够安装在螺母23202上，抵消片23201上设置有通槽232010，通槽232010一侧设置有顶丝孔232011，所述顶丝孔内232011设置有顶丝232012；
120.二轴运动机构232包括z轴运动机构2321和x轴运动机构2322，x轴运动机构2322包括螺母23221、丝杆23229；
121.优选的可以将消隙结构2320安装在x轴运动机构2322上，具体为，
122.抵消片23201连接在螺母23221上，顶丝232012一侧旋入顶丝孔232011中并穿过顶
丝孔232011与通槽232010一侧的平面接触，当丝杆23229向右运动时，设置在丝杆23229上的螺母23221由于螺纹连接的固定方式导致无法同步向右运动，由于抵消片23201安装在螺母23221上，故而受螺母23221的右拉力影响，通槽232010右侧平面被施加一定的压力f，顶丝232012在通槽232010受到压力f后向右侧顶，螺母23221在通槽232010右侧部分的材料发生形变并向右爬行，使位于螺母23221上的传动螺纹产生右向位移，从而与丝杆23229的螺纹紧密咬合，消除螺母23221和丝杆23229间的螺纹间隙，提高装置精密度，保证胚胎每次成像时在视场中位置的一致性，避免胚胎每次成像时在成像视场中的位置偏差。
123.同时，当x轴运动机构2322的丝杆23229向左运动时，消隙结构2320原理与上述相同，不在一一赘述。
124.优选的，螺母23221材料为peek材料，进而保证螺母23221耐磨性和受力可形变性，顶丝232012末端结构设置为平整结构，保证消隙预紧力的恒定，且消隙的预紧力可根据顶丝232012旋入的力矩加以调节，以降低预紧力对螺纹造成的磨损。
125.如图26-30所示，优选的，x轴运动机构2322采用浮动连接结构来避免装配误差产生卡滞，降低装配难度，具体为，
126.x轴运动机构2322还包括，衬套23229、球杆座23227以及簧片23220平移座23223、负载板23224、直线导轨23225、滑块23226、球杆座23227和电机23222；
127.电机23222、丝杆23225、螺母23224和两条直线导轨23225均安装于平移座23223上，每条直线导轨23225上均设有一个滑块23226，两条直线导轨23225对称设于丝杆23225的两侧，负载板23224安装于直线导轨23225的滑块23226上，球杆座23227与负载板23224固定连接，螺母23224左右两侧对称设有两个上下贯通的圆孔232240，分别用于嵌入两个衬套23229，衬套23229内开有方孔23220，球杆23228末端为球头结构，球杆23228设于衬套23229的方孔23220内且其球头结构与衬套23229内壁抵接，簧片23220安装在球杆座23227上并与螺母23221的端面接触。
128.采用球杆232270与方孔232280的将驱动端和负载端浮动连接，相较于现有技术中采用靠紧固件将驱动和负载连接起来的方式，当驱动的安装方向和安装负载的导向机构在装配过程中产生微小偏差时，整个机构不会出现卡死现象，极大的降低了装配的难度。
129.同时，利用簧片23220具有的弹性，将其安装于球杆座23227上，并通过弹性形变与螺母23221的端面接触，簧片23220的弹性变形会对螺母23221施加弹性力f2，但由于螺母23221与丝杆23229为螺纹连接方式，螺母23221受到的轴向弹力无法使螺母23221发生位移，故而簧片23220会受到的反作用力f1，其反作用力f1会施加在球杆座23227上，因此球杆座23227向受力方向反向移动，直至球杆232270末端的球头结构与衬套的方孔232280内壁平面接触，实现球杆232270与方孔232280之间的0间隙结构，极大提高装置精密度。
130.本发明使用时，
131.组装胚胎培养体系：
132.将多个培养箱主体1连接，可通过一个培养箱主体1对其进行拓展，拓展包括内部连接和外部连接，
133.外部连接，具体为，将连接板110一端插入已在使用的培养箱主机的插槽111内，并使用螺钉对连接板110和胚胎培养箱主机进行紧固，具体为通过螺钉插入连接板110上的连接孔1101和前部插槽1110上的防锈孔11104和后部插槽1111的固定孔11110内，从而将连接
板110固定在前部插槽1110上和后部插槽1111中，使两台胚胎培养箱的侧面贴合，实现两台胚胎培养箱的机械拼接。
134.内部连接，具体为，电连接：取一条电源延长线，将电源延长线的一端插入已经在使用的胚胎培养箱的电源拓展插座121上，另一端插入要拓展的胚胎培养箱的电源插座120上，此时待使用的培养箱主体1内的通电器通电，由于通电器与电源拓展插座121为并联，两者互不影响，故而一台培养箱发生故障不影响其他培养箱的正常运行。气连接：取出已经使用的胚胎培养箱主体1上的拓展通道1231内的堵头1233，使用外部气管将拓展通道1231与待拓展培养箱主体1上的入气通道1232连接，气体由拓展通道1231进入入气通道1232而后进入与内部连通的出气通道1230内，将气体输送至培养箱主体1内，最终完成胚胎培养体系的组装。
135.可根据需求用上述方法依次连接多台培养箱主体1，通过拓展模块实现各个培养箱之间的互不干扰式电气连接，在使用过程中仅用一个外部电源和一个外部气源可保证多台培养箱同时运行，并且培养环境和运行状态相互独立，对一台培养箱的操作不干扰其他培养箱的工作，且一台培养箱发生故障不影响其他培养箱的正常运行，同时可根据需求选择不同的培养箱数量进行连接，防止出现培养箱的闲置。
136.组装完成后，培养箱主体进行工作：
137.胚胎培养主体箱1开机后进行初始化运行，成像机构230和光源231复位到各运动方向的零位，温控系统控制培养仓室2加热到预定的温度，配气系统对培养仓室2内的空间进行吹扫，使培养仓室2内的气体浓度达到设定值，
138.而后将预先制备好的放置胚胎样品和培养液的胚胎培养皿212，以及放置培养液和ph传感器222的ph皿221放置于培养仓室2内，将ph传感器222粘贴在ph皿221内的底面上，将光纤探头220安装在培养仓室2底部的，将透明隔档片223安装在培养仓室2上，关闭培养仓室2，光纤探头220对ph皿221中的培养液进行实时监测并转换为相应的ph值在通过透明隔档片223进行实时监测，以提示胚胎所在的培养液环境是否异常，然后关闭培养仓室2上盖，将培养仓室2内的温度和气体浓度恢复至设定值。
139.培养过程中拍照系统持续工作，具体为：成像机构230和光源231由x方向的零位沿x方向移动至胚胎培养皿212第1枚胚胎所在处，成像机构230由z方向的零位上升至第1层焦平面进行图像采集，而后上升至第2层焦平面图像采集，以此类推，完成第1枚胚胎所有焦平面的图像采集，随后成像机构230回至z方向的零位；然后拍照模块23依次移动至第2至16枚胚胎所在处，进而实现对所有胚胎图像的一轮采集，最后回至x方向的零位，准备执行下一轮图像采集，因此，拍照模块23会对每一枚胚胎的每一个焦平面以一定的时间间隔进行拍照，记录每一枚胚胎在整个培养周期内的发育情况。
140.同时，在进行拍照时还可根据情况更换成像机构230上的物镜2301，以支持胚胎不同时期图像采集对不同工作距离和不同倍数物镜2301的要求，从而满足胚胎不同时期对焦平面图像采集的需求，并且在更换每次更换相差物镜2301后，可通过y轴方向和z轴方向上的腰孔对光源231的位置进行微调，调整范围优选为
±
3mm，使拍照模块23对胚胎成像效果保持一致，具体为，
141.光源231上开有轴向为z轴方向的腰孔，安装板2310上开有轴向为y轴方向的腰孔，光源231可沿y轴方向和z轴方向上的腰孔进行轻微移动，同时光源231跟随成像机构230的
切换在x方向上运动，最终在x方向上到达与成像机构230的物镜2301相同的位置，成像机构230在z方向上升降，使拍照模块23能够对胚胎的不同焦平面进行图像采集，并由算法筛选出不同焦平面中最优的图像。
142.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种胚胎时差培养系统，其特征在于：包括多个连接在一起的培养箱主体，各个所述培养箱主体之间设置有拓展模块，所述拓展模块包括外接模块和内接模块；所述外接模块包括连接板和插槽，所述插槽设置在所述培养箱主体两侧，所述连接板插接在所述插槽内并与所述插槽形成可拆卸连接，所述连接板设置有两个连接端，两个所述连接端分别插接在不同培养箱主体的插槽中；所述内接模块包括电源插座和电源拓展插座以及通电器，所述电源插座和电源拓展插座设置在所述培养箱主体外侧，所述通电器设置在所述培养箱主体内侧，所述电源拓展插座与所述通电器皆与所述电源插座电连接，所述电源拓展插座与所述通电器之间并联，当所述电源插座通电时，所述电源拓展插座通电与所述通电器同时通电或不同时通电；所述内接模块还包括气体连接装置，所述气体连接装置为多通道结构，包括出气通道、拓展通道和入气通道，其中所述入气通道能够与所述出气通道和所述拓展通道同时连通或不同时连通。2.根据权利要求1所述的一种胚胎时差培养系统，其特征在于：所述连接板上设置有连接孔，所述连接孔设置在所述连接板两端；所述插槽包括前部插槽和后部插槽，所述前部插槽包括连接部和配重部，所述连接部上设置有防锈孔，所述防锈孔大小与所述连接孔相适配，所述防锈孔通过固定件与所述连接孔连接，使所述连接板固定连接在所述前部插槽内，所述配重部包括翼板和配重块，所述翼板设置在所述防锈孔两侧，所述配重块为梯形凸起结构，并由所述防锈孔向后延伸；所述后部插槽上设置有固定孔，所述固定孔大小与所述连接孔大小相适配，所述固定孔通过固定件与所述连接孔连接，使所述连接板固定连接在所述后部插槽内。3.根据权利要求2所述的一种胚胎时培养体系，其特征在于：所述培养箱主体每侧至少设置1个所述前部插槽和2个所述后部插槽，所述前部插槽和后部插槽分别设置在所述培养箱主体的一侧的前端和后端。4.一种胚胎时差培养箱，其特征在于：包括外壳体和设置在所述外壳体内的培养仓室，所述外壳体上设置有插槽，所述培养仓室包括培养模块、ph检测模块、拍照模块以及自我调节模块；其中，所述ph检测模块设置在所述培养模块内，所述ph检测模块包括光纤探头、ph皿和ph传感器，所述光纤探头安装在所述培养仓室底部，所述ph皿放置在所述培养仓室内部，所述ph传感器粘贴在所述ph皿内底面；其中所述光纤探头和所述ph皿之间设置有透明隔档片，所述透明隔档片安装在所述培养仓室上；所述ph传感器能够感知培养液ph值的变化，并呈现出不同的颜色，所述光纤探头对所述ph传感器的颜色变化进行检测，并将其换算成相应的ph值。5.根据权利要求4所述的一种培养箱，其特征在于：所述自我调节模块包括温控系统和配气系统，所述温控系统包括加热装置和连接在所述加热装置上的温度控制器和温度传感器，所述温度控制器与所述温度传感器皆能控制所述加热装置工作，且所述温度控制器与所述温度传感器不同时运行。6.根据权利要求5所述的一种培养箱，其特征在于：所述配气系统包括压力传感器、co2
浓度传感器、o2浓度传感器、比例阀、流量传感器和过滤器，所述压力传感器、co2浓度传感器、o2浓度传感器用于对所述培养仓室内的气体压力、co2浓度和o2浓度进行监测，所述过滤器安装在所述培养仓室的进气口，用于对外部气源中的微小杂质进行过滤。7.根据权利要求4所述的一种培养箱，其特征在于：所述培养模块包括培养室上盖和培养室底座，两者形成密闭的培养空间，所述培养室底座上设置培养皿槽，所述培养皿槽设置在所述ph皿槽旁侧，所述培养皿槽中放置有胚胎培养皿，所述胚胎培养皿上设置有若干微孔，所述微孔呈直线排列。8.根据权利要求4所述的一种培养箱，其特征在于：所述拍照模块包括成像机构和光源，所述成像机构安装在培养仓室的底部，光源通过安装板安装在培养仓室的上部；所述成像机构上设置有物镜，所述物镜为可更换的相差物镜；所述光源上开有轴向为z轴方向的腰孔，所述安装板上开有轴向为y轴方向的腰孔，使得所述光源在y轴方向和z轴方向上的安装位置皆可调节；每次更换相差物镜后，可通过所述y轴方向和z轴方向上的腰孔对所述光源的位置进行微调，使所述拍照模块对胚胎成像效果保持一致。9.根据权利要求8所述的一种培养箱，其特征在于：所述成像机构搭载在二轴运动机构上，所述二轴运动机构能够带动所述成像机构沿水平方向平移和沿竖直方向升降，使所述成像机构对胚胎拍照时，物镜和胚胎培养皿的微孔始终保持同轴；所述光源搭载在单轴运动机构上，所述单轴运动机构能够带动所述光源沿水平方向平移，最终在水平方向上到达与成像机构物镜相同位置。10.根据权利要求8所述的一种培养箱，其特征在于：所述二轴运动机构上至少设置一个消隙结构，所述消隙结构设置在所述二轴运动机构的传动机构上，消除二轴运动机构在运动过程中元件与元件之间受拉力影响产生空隙。

技术总结
本发明公开了一种胚胎时差培养系统及培养箱，包括：多个连接在一起的培养箱主体，各个培养箱主体之间设置有拓展模块，拓展模块包括外接模块和内接模块；外接模块包括连接板和插槽，连接板插接在插槽内并与插槽形成可拆卸连接，连接板设置有两个连接端，两个连接端分别插接在不同培养箱主体的插槽中，内接模块包括电源插座和电源拓展插座以及通电器，电源拓展插座与通电器皆与电源插座电连接，电源拓展插座与通电器之间并联，当电源插座通电时，电源拓展插座通电与通电器同时通电或不同时通电，内接模块还包括气体连接装置，气体连接装置为多通道结构，包括出气通道、拓展通道和入气通道，入气通道能够与出气通道和拓展通道同时连通或不同时连通。通或不同时连通。通或不同时连通。


技术研发人员：于福鑫 于海利 赵振英 曾维俊 刘欣瑞 孙海旋
受保护的技术使用者：济南高新科技成果转化经纪有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/8/14