一种新型贴壁细胞培养装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型贴壁细胞培养装置，包括至少一个用于培养贴壁细胞的培养容器和用于图像采集的成像芯片，培养容器的顶面敞口且底面开设有显像孔，成像芯片位于显像孔的中央，成像芯片封装在管壳内，管壳的背面或者侧边设置有成像芯片封装后的电极，用于成像芯片与外部控制系统之间的输入和输出，管壳的上表面与培养容器的下表面贴合。本发明专利技术特制的细胞培养装置不但可作细胞培养的容器，而且结合其他系统并在光源的照射下，成像芯片能够直接记录贴壁细胞的投影显微图像，该观测是一个大视野的全局观测，数据能够实时传输到培养装置外面的移动终端上。

A new device for culturing adherent cells

The invention discloses a new adherent cell culture device, which comprises at least one culture container for culturing adherent cells and an imaging chip for image acquisition. The top surface of the culture container is open and the bottom surface is provided with a imaging hole, the imaging chip is located in the center of the imaging hole, the imaging chip is encapsulated in the tube shell, and the back or side of the tube shell is provided with an electrode after the imaging chip is encapsulated It is used for the input and output between the imaging chip and the external control system, and the upper surface of the shell fits the lower surface of the culture vessel. The special cell culture device of the invention not only can be used as a container for cell culture, but also can directly record the projection micro image of the adherent cell with other systems and under the irradiation of the light source. The observation is a global observation with a wide field of vision, and the data can be transmitted to the mobile terminal outside the culture device in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种新型贴壁细胞培养装置
本专利技术涉及生物细胞培养
，具体是一种新型贴壁细胞培养装置。
技术介绍
现有的培养皿和细胞培养的方法，存在如下不足：(1)市售的塑料/玻璃培养皿只是单纯作为细胞培养的容器；(2)如果需要在培养的过程查看细胞的生长状况的话，只能将培养皿从培养箱内取出来，放到显微镜下面观测，观测完了再放回培养箱继续培养，不仅操作麻烦、带来了培养的细胞被细菌、真菌等污染的风险，而且无法实现细胞培养的实时动态监测。放在显微镜下观测，传统显微镜存在大视场和高分辨率的矛盾，也就是放大倍数越大所能看到的单个视野越小。难以全局观测，无法完成一些需要大量统计的观测。既使现有很多显微镜能够通过机械扫描的方式实现全局扫描观测，但是耗费时间，同时针对细胞培养场景下动态的情况并不适用。
技术实现思路
针对上述现有技术局限，本专利技术目的在于提出一种新型贴壁细胞培养装置，能够容纳和培养的生物细胞样品，在外部光源的照射下，采用超小像素尺寸超大像素规模的成像芯片直接记录贴壁细胞的投影显微图像，并且实现兼具大视场和高分辨率的显微成像。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种新型贴壁细胞培养装置，包括至少一个用于培养贴壁细胞的培养容器和用于图像采集的成像芯片，所述培养容器的顶面敞口，且底面开设有显像孔，所述成像芯片位于所述显像孔的中央，所述成像芯片封装在管壳内，所述管壳的背面或者侧边设置有成像芯片封装后的电极，用于所述成像芯片与外部控制系统之间的输入和输出，所述管壳的上表面与所述培养容器的下表面贴合；该贴合是指所述管壳的上表面与所述培养容器的下表面无间隙的结合，例如可以采用粘合剂粘合。进一步地，通过PLCC方式封装有成像芯片的管壳焊接到PCB线路板上，焊接处四周包裹有紫外胶，用于隔绝焊盘与周围的环境，然后将所述PCB线路板与外部控制系统相接，所述PCB线路板与外部控制系统相接的方式可以选择排线、金手指接插件等方式。进一步地，所述培养容器内包括至少一个培养槽，每个培养槽对应培养容器的底面均开设有与其中心轴线相同的显像孔，每个显像孔的中央对应设置有一个所述成像芯片。进一步地，所述培养容器的顶面敞口上设有顶盖，所述顶盖的内侧壁上均匀分布有若干凸起，所述顶盖通过所述凸起与所述培养容器的侧壁可拆卸配合。进一步地，所述成像芯片的探测器阵列采用CMOS图像传感器阵列、半浮栅晶体管阵列、复合介质栅光敏探测器阵列、基于复合介质栅的双器件光敏探测单元阵列或分裂栅型MOSFET成像探测器阵列中的一种。所述半浮栅晶体管，例如，可以是文献(WangP,LinX,LiuL,etal.Asemi-floatinggatetransistorforlow-voltageultrafastmemoryandsensingoperation.[J].Science(NewYork,N.Y.),2013,341(6146):640-643.)所述半浮栅晶体管结构，也可以是中国专利CN201410201614.6所述的半浮栅晶体管结构，包括半导体衬底(P型)；半导体衬底中通过离子注入形成N+型源极，通过两步离子注入形成大的N型漏极；半导体衬底上方依次设有底层介质，半浮栅，顶层介质，控制栅，底层介质中间通过刻蚀形成一个槽，使得半浮栅与漏极直接接触。相较传统的浮栅晶体管的擦写操作是通过外加高电压来控制电子隧穿过绝缘介质层，半浮栅晶体管采用了硅体内TFET的量子隧穿效应、以及采用PN结二极管来替代传统的氧化硅数据擦写窗口。所述复合介质栅光敏探测器，例如，可以是中国专利CN200910024504.6所述的光敏复合介质栅MOSFET探测器。该光敏探测器包括：半导体衬底(P型)；半导体衬底正上方依次设有底层绝缘介质，光电子存储层，顶层绝缘介质，控制栅；半导体衬底中(靠近叠层介质两侧)通过离子注入掺杂形成N型源极和漏极。通过在控制栅极加一个大于阈值电压的栅极电压，源极和漏极之间电压差为0，P型衬底和源端设置一个大的电压差在衬底上产生相对宽的耗尽区，这样衬底中产生的冷的电子在耗尽区中电场的作用下向着栅极方向加速获得能量，这个能量大于衬底和底层介质之间的势垒时电子直接越过这个势垒进入到底层介质，并且在底层介质电场的作用下以很高的速度向着栅极方向运动，产生栅极的注入电流。所述基于复合介质栅的双器件光敏探测单元，例如，可以是中国专利CN201610592997.3所述的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元。该光敏探测单元包括具有感光功能的复合介质栅MOS-C部分和具有读取信息功能的复合介质栅MOSFET部分，且这两部分形成在同一P型半导体衬底的上方；所述复合介质栅MOS-C部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的电荷耦合层、第一顶层介质层和第一控制栅极，其中，在P型半导体衬底中且电荷耦合层的下方设有N型注入层；所述复合介质栅MOSFET部分包括在所述P型半导体衬底上方依次叠设的底层介质层、所述电荷耦合层、第二顶层介质层和第二控制栅极，其中，在所述P型半导体衬底中且靠近底层介质层的一侧设有N型源极区和N型漏极区，在所述P型半导体衬底中且底层介质层的下方设有阈值调节注入区；所述P型半导体衬底中，N型注入层与N型源极区、N型漏极区之间通过设置浅槽隔离区和P+型注入区隔开。工作时：控制栅极加0偏压，衬底加负偏压脉冲，在衬底中形成耗尽层，当光入射到耗尽层中光子被半导体吸收时，产生光电子，光电子在栅极电压的驱使下移动到衬底和栅氧界面处，在该界面处聚集，使得读取晶体管阈值电压变化，以此表征光电子数目，将光信号转化成可量化的电信号。所述分裂栅型MOSFET成像探测器，例如，可以是中国专利CN201210349285.0所述的分裂栅型MOSFET成像探测器。该成像探测器的结构包括：在衬底P型半导体材料正上方分别设有两层绝缘介质材料和控制栅极，两层绝缘介质材料之间设有光电子存储层。控制栅极面或衬底层至少有一处为对探测器探测波长范围内的光透明或半透明的窗口。衬底P型半导体材料上方浮栅MOSFET的两侧设有选择栅极，选择栅极与衬底之间设有绝缘介质层，绝缘介质层材料和厚度与底层绝缘介质层相同。两个选择栅极所控制的衬底的外围P型衬底上设有N型半导体区，构成分裂栅MOSFET的源极和漏极。两个选择栅极设在浮栅MOSFET的两侧，且选择栅极与控制栅极和光电子存储层之间用绝缘介质材料隔开，且将控制栅极所控制的衬底与成像探测器的源极和漏极隔开。与控制栅极接触的第二层绝缘介质层是阻止光电子存储层中存储的电荷流失到控制栅极的材料，与衬底P型半导体材料接触的第一层绝缘介质层即底层介质，有效隔离控制栅极控制下的衬底沟道与光电子存储层，在栅极电压足够高或入射光子能量较高时，把所述沟道中的电子扫入光电子存储层。在控制栅极加正偏压脉冲，在P型半导体衬底上加负偏压脉冲，同时在两个选择栅极上加一个负偏压脉冲，这样在控制栅极控制下的P型半导体衬底中形成一个耗尽层，当光入射到耗尽层中光子被半导体吸收时，就会产生光电子，光电子在栅极电压的驱使下移动到沟道和底层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型贴壁细胞培养装置，其特征在于，包括至少一个用于培养贴壁细胞的培养容器(1)和用于图像采集的成像芯片(2)，所述培养容器(1)的顶面敞口，且底面开设有显像孔(3)，所述成像芯片(2)位于所述显像孔(3)的中央，所述成像芯片(2)封装在管壳(4)内，所述管壳(4)的背面或者侧边设置有成像芯片(2)封装后的电极，用于所述成像芯片(2)与外部控制系统(9)之间的输入和输出，所述管壳(4)的上表面与所述培养容器(1)的下表面贴合。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型贴壁细胞培养装置，其特征在于，包括至少一个用于培养贴壁细胞的培养容器(1)和用于图像采集的成像芯片(2)，所述培养容器(1)的顶面敞口，且底面开设有显像孔(3)，所述成像芯片(2)位于所述显像孔(3)的中央，所述成像芯片(2)封装在管壳(4)内，所述管壳(4)的背面或者侧边设置有成像芯片(2)封装后的电极，用于所述成像芯片(2)与外部控制系统(9)之间的输入和输出，所述管壳(4)的上表面与所述培养容器(1)的下表面贴合。


2.如权利要求1所述的一种新型贴壁细胞培养装置，其特征在于，封装有成像芯片(2)的管壳(4)焊接到PCB线路板(5)上，所述PCB线路板(5)与外部控制系统(9)相接。


3.如权利要求1所述的一种新型贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述培养容器(1)内包括至少一个培养槽(8)，每个培养槽(8)对应培养容器(1)的底面均开设有与其中心轴线相同的显像孔(3)，每个显像孔(3)的中央对应设置有一个所述成像芯片(2)。


4.如权利要求3所述的一种新型贴壁细胞培...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨程，
申请(专利权)人：南京九川科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32