一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机制造技术

一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机。本申请公开了一种细胞换液培养机构及其控制电路和控制系统。细胞换液培养机构包括多个用于提供不同浓度试剂的注射器，多个换液容器在平动驱动机构的驱动下顺次接收各注射器的试剂，从而实现多个细胞同时换液，提高了效率。细胞换液培养机构的控制电路包括：位移采集模块用于采集换液平台的水平位移并输入给处理器，处理器根据位移采集模块采集的水平位移信息和预设的目标位移向平动驱动模块输入平动指令；平动驱动模块响应平动指令向平动驱动机构输入用于表征驱动换液平台水平移动的水平驱动信号。该控制电路实现了细胞换液培养的自动化操作，减少了人工干预，提高细胞换液的安全性。本申请还公开了一种用于细胞换液培养的控制系统。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及细胞生物学培养仪领域及自动控制领域，尤其涉及到一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机。它利用一定算法控制步进电机的精确运动，结合细胞生物学、仪器仪表学、机械工程学，通过微处理器的控制，实现对多个分立的细胞同时换液。
技术介绍
经过50多年的发展，细胞冷冻处理技术已经成为一种确实可行的保种、育种技术。生物医学、人类繁殖和畜牧业育种等方面对细胞冷冻保存的需求愈发强烈，其中人类卵细胞的冷冻保存最受关注。而细胞冷冻前需要对细胞进行逐步换不同浓度梯度的培养液，以防止因直接冷冻而造成细胞破裂损伤。目前在细胞生物学领域和生命科学领域，细胞换液方法主要有以下两大类:I)、手工换液法:这是实验室常用的一种方法，其主要是手工与辅助换液工具结合，通过装有培养液的注射器或移液枪等工具，将培养液滴加在培养皿(瓶)或者培养孔上的细胞，以进行简单的换液。另外，也有将滴加的培养液以半透膜过滤的方式逐步与相邻的液体进行交换。这种方法中整个的操作过程都是需要人工参与的，当涉及到对单个细胞进行换液时，由于细胞体积小、极易损伤，需要精细地掌握对细胞提取的技巧和浸泡时间的严格控制。因此，这种处理方式劳动强度大、效率低、成本高。2)、半自动化\自动化换液法:这种方法主要是借助于特定的换液装置，其中半自动化换液方法是手工与换液装置相结合。通过换液机构实现对细胞进行培养液的添加，废液的排放，培养液或者废液抽取、排放的速度调节等。该类机构的电机控制精度低，并不能将定量的培养液精确地添加到细胞周边的较小区域内，不能通过编程更改系统的功能以将该机构留作他用，以达到充分利用资源的目的，不能检测实验环境的温湿度信息，不能将该信息进行存储以便后期处理。另外，该换液机构主要是对培养皿上积聚的多个细胞换液，并不能够实现对多个分立的单个细胞同时换液。
技术实现思路
本申请提供一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机，以实现多个待冷冻细胞同时换液培养。根据本申请的第一方面，本申请提供一种细胞换液培养机构，包括:输液模块、换液平台和平动驱动机构。其中，输液模块用于向待冷冻细胞注射冷冻试剂。输液模块包括多个注射器，各注射器的壳体分别固定在固定架上，各注射器用于提供不同浓度的试剂。换液平台位于输液模块下方，换液平台上布置有多个换液容器，换液容器用于为待冷冻细胞提供换液培养场所。平动驱动机构用于驱动换液平台相对于输液模块水平移动，以使至少一个换液容器移动至至少一个注射器下方接收该注射器注射的试剂。根据本申请的第二方面，本申请提供一种用于细胞换液自动化一体机的控制电路，包括:平动驱动模块、处理器、位移采集模块。其中，位移采集模块用于采集换液平台的水平位移；位移采集模块与处理器信号连接，位移采集模块将采集的水平位移信息输入给处理器；平动驱动模块的信号输入端耦合至处理器，平动驱动模块的信号输出端用于耦合至平动驱动机构；处理器根据水平位移信息和预设的目标位移向平动驱动模块输入平动指令；平动驱动模块响应平动指令向平动驱动机构输入用于表征驱动换液平台水平移动的水平驱动信号。根据本申请的第三方面，本申请提供一种用于细胞换液自动化一体机的控制系统，包括:上述控制电路和终端。其中，控制电路还包括:与所述处理器耦合的交互模块，交互模块用于与处理器进行交互；终端与所述交互模块信号连接，用于与控制电路交互。本申请的有益效果是:根据本申请提供的细胞冷冻前细胞换液自动化一体机，由于细胞换液培养机构的输液模块包括多个提供不同浓度试剂的注射器，换液平台包括多个换液容器，在平动驱动机构的驱动下，至少一个换液容器可以移动到注射器下方接收试剂，从而能够实现多个细胞同时换液培养，提高了换液培养的效率。另一方面，根据本申请提供的用于细胞换液自动化一体机的控制电路，在处理器的控制下，平动驱动模块能够驱动换液平台水平移动，从而实现了换液的自动操作，减少了人工干预，尽量避免了由于人工操作所带来得细胞损伤。此外，根据本申请提供的用于细胞换液自动化一体机的控制系统，由于终端能够与控制电路进行交互，能够实现远程监控，也为远程控制细胞换液培养过程提供了平台。【附图说明】图1为本申请实施例一公开的一种细胞换液培养机构示意图；图2为本申请施例一公开的微流控芯片机械结构示意图；图3为本申请施例二公开的一种细胞换液培养机构控制电路结构原理图；图4为本申请实施例二幅值转换模块实现的一种示例；图5为本申请实施例二控制电路的工作流程图；图6为本申请实施例三公开的控制系统交互示意图；图7为本申请实施例三公开的控制系统上位机界面示例图。【具体实施方式】下面通过【具体实施方式】结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例一:在细胞生物学领域和生命科学领域中，常需要对细胞进行冷冻保存。在对细胞进行冷冻前，需要用冷冻保护剂对细胞内的水分进行替换，而在换液培养过程中，需要用不同浓度梯度的溶液对细胞进行多次换液处理，从而防止渗透压对细胞膜的冲击破坏。本实施例公开了一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机，其包括细胞换液培养机构和控制电路，请参考图1，为本实施例公开的一种细胞换液培养机构示意图，该细胞换液培养机构包括:输液模块10、换液平台20和平动驱动机构。输液模块10用于向待冷冻细胞注射冷冻试剂，一冲常用的冷冻剂为二甲基亚砜(DMSO)。输液模块10需要提供不同浓度梯度的冷冻剂，因此，在一种具体实施例中，输液模块10可以包括多个注射器11，各注射器11的壳体分别固定在固定架上，各注射器11用于提供不同浓度的试剂。在一种具体实施例中，各注射器11可按照各自所提供试剂的浓度布置在固定架上，例如依浓度的大小顺序排布。在具体的实施例中，该细胞换液培养机构还可以包括输液驱动机构40，各注射器11可在输液驱动机构40的驱动下，吸拭和/或注射试剂。在一种具体的实施例中，各注射器11可以分别由不同的输液驱动机构40驱动；在另一实施例中，各注射器11也可以由同一输液驱动机构40驱动，需要说明的是，此时，输液驱动机构40应当能够对各注射器11进行分别驱动。输液驱动机构40可以是液压驱动、气压驱动、电机驱动或者其它能够使得各注射器11完成吸拭和注射试剂任务的驱动方式。在优选的实施例中，注射器11为程控注射器。换液平台20位于输液模块10下方，换液平台20上布置有多个换液容器21，换液容器21用于为待冷冻细胞提供换液培养场所。在具体实施例中，将待冷冻细胞放置在换液容器21中，而后由注射器11向放置有待冷冻细胞的换液容器21注射一定浓度的冷冻试剂进行细胞换液。平动驱动机构用于驱动换液平台20相对于输液模块10水平移动，以使至少一个换液容器21移动至至少一个注射器11下方接收该注射器11注射的试剂。在具体的实施例中，换液平台20在平动驱动机构的驱动下，可以相对于输液模块10沿X轴方向移动，也可以沿Y轴方向移动，还可以沿当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机，包括细胞换液培养机构和控制电路，，其特征在于，所述细胞换液培养机构包括：输液模块(10)，用于向待冷冻细胞注射冷冻试剂；所述输液模块(10)包括多个注射器(11)，各注射器(11)的壳体分别固定在固定架上；各注射器(11)用于提供不同浓度的试剂；换液平台(20)，位于所述输液模块(10)下方；所述换液平台(20)上布置有多个换液容器(21)，所述换液容器(21)用于为待冷冻细胞提供换液培养场所；平动驱动机构，用于驱动换液平台(20)相对于所述输液模块(10)水平移动，以使至少一个换液容器(21)移动至至少一个注射器(11)下方接收该注射器(11)注射的试剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天准，王程，凌世全，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44