本發(fā)明涉及細胞培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

細胞培養(yǎng)泛指所有體外培養(yǎng)，其含義是指從動物活體體內(nèi)取出組織，通過機械的方法或酶消化的方法將組織分離成單細胞，模擬體內(nèi)生理環(huán)境等特定的體內(nèi)條件下，進行孵育培養(yǎng)，使之生存并生長。

現(xiàn)有的細胞培養(yǎng)方式分為兩種，一種為靜態(tài)培養(yǎng)，通常使用培養(yǎng)瓶或者培養(yǎng)皿，將細胞置于培養(yǎng)器皿中，人為觀察其生產(chǎn)狀態(tài)不定時給予換液，為細胞提供充足的養(yǎng)分；另一種為灌注式培養(yǎng)，即將細胞接種于反應器內(nèi)，可為細胞或組織源源不斷的提供培養(yǎng)液供其生長。

靜態(tài)培養(yǎng)的方式中，培養(yǎng)液需定期更換，靜態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)不能保持環(huán)境恒定，人工操作的效率和精度不高，且易對培養(yǎng)環(huán)境造成污染。灌注式培養(yǎng)可減少人工操作從而減少污染的幾率，但是，細胞培養(yǎng)過程除了需要連續(xù)不斷地提供培養(yǎng)液之外，還需要保證穩(wěn)定的細胞培養(yǎng)環(huán)境，例如：穩(wěn)定的溫度和二氧化碳濃度，然而，現(xiàn)有的灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)參見圖1所示，包括主體01、反應器02和反應器蓋013，所述反應器02包括培養(yǎng)室021、進液管022和出液管023；培養(yǎng)室021置于主體01內(nèi)；進液管022穿過主體01的一側(cè)與培養(yǎng)室021連通；出液管023穿過主體01的另一側(cè)與培養(yǎng)室021連通。該系統(tǒng)中細胞在所述主體01內(nèi)進行培養(yǎng)時，所需的溫度和二氧化碳濃度均難以得到有效控制，難以獲得令人滿意的細胞培養(yǎng)效果，對細胞的體外培養(yǎng)造成了限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為達到上述目的，本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)及方法，能夠模擬體內(nèi)培養(yǎng)環(huán)境，為細胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定的溫度和二氧化碳濃度，提高細胞的體外培養(yǎng)效果。

一方面，本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，包括：培養(yǎng)箱和反應器；所述培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置有用于通入含有二氧化碳氣體的氣體流道，所述氣體流道的進口設(shè)置在所述培養(yǎng)箱上，所述氣體流道的進口連通有氣源；

所述系統(tǒng)還包括控制裝置和用于對所述培養(yǎng)箱進行加熱的加熱裝置；

所述控制裝置用于對所述氣源的閥門開度和所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉進行控制，使得所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在第一預設(shè)范圍，溫度保持在第二預設(shè)范圍。

優(yōu)選的，所述控制裝置用于獲取二氧化碳的消耗模型和溫度變化模型，并根據(jù)所述二氧化碳的消耗模型對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)所述溫度的變化模型對所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉進行控制；

或者，所述培養(yǎng)箱內(nèi)還設(shè)置有二氧化碳傳感器和溫度傳感器，所述控制裝置用于根據(jù)所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)所述溫度傳感器發(fā)送的溫度信號對所述加熱器的開啟與關(guān)閉進行控制。

進一步地，所述培養(yǎng)箱包括由有機硅聚合物材料制成的反應器基座和密封蓋，所述反應器基座上開設(shè)有反應器安裝槽，所述密封蓋蓋設(shè)于所述反應器安裝槽的上方，所述反應器安裝槽底部設(shè)有用于支撐所述反應器的支撐凸起，以使所述反應器的底部與所述反應器安裝槽底部之間形成所述氣體流道，所述氣體流道的進口設(shè)置在所述反應器的底部和所述反應器安裝槽的底部之間。

可選的，所述系統(tǒng)還包括培養(yǎng)液提供裝置，所述培養(yǎng)液提供裝置包括注射泵組件和安裝于所述注射泵組件上的注射器，所述注射器的輸出端與所述培養(yǎng)液輸入管連通，所述注射泵組件可推動所述注射器的活塞在注射方向上運動。

進一步可選的，所述注射泵組件包括注射泵、注射器夾持器、推板和用于固定所述注射器夾持器的底座，所述注射器夾持器用于固定所述注射器筒體，所述注射器夾持器與所述底座可拆卸連接，所述推板上設(shè)置有凹槽，所述注射器的活塞桿柄嵌設(shè)于所述凹槽內(nèi)，所述推板用于向所述注射器的活塞桿柄施加推力，以推動所述注射器的活塞在注射方向上運動。

優(yōu)選的，所述注射泵包括步進電機、驅(qū)動器和絲桿，所述步進電機的信號輸出端與所述控制裝置電連接，所述控制裝置的信號輸出端與所述驅(qū)動器的信號輸入端電連接，所述絲桿與所述步進電機傳動連接，所述控制裝置還用于獲取所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號，并根據(jù)所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號對所述驅(qū)動器的驅(qū)動電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述步進電機帶動所述絲桿將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，推動所述注射器以所述預設(shè)灌注速度向所述培養(yǎng)液輸入管內(nèi)灌注培養(yǎng)液。

進一步優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括廢液收集裝置，所述廢液收集裝置包括試管和試管架，所述試管放置于所述試管架上，所述試管與所述廢液輸出管連通，用于盛放所述細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的廢液。

可選的，所述廢液收集裝置還包括用于放置試管架的存儲盒和半導體制冷片，所述試管架置于所述存儲盒內(nèi)，所述存儲盒的至少一個側(cè)壁由導熱材料制成，所述半導體制冷片包括制冷面和散熱面，所述半導體制冷片的制冷面與所述由導熱材料制成的側(cè)壁外表面接觸，所述散熱面連接有散熱器。

進一步可選的，所述半導體制冷片連接有電源，所述控制裝置的信號輸入端與所述半導體制冷片的冷端電連接，所述控制裝置的信號輸出端與所述電源電連接，所述控制裝置還用于接收所述半導體制冷片的冷端的溫度信號，并根據(jù)所述半導體制冷片的冷端的溫度信號對所述電源的開啟與關(guān)閉進行控制，使得所述半導體制冷片的冷端的溫度保持在第三預設(shè)范圍。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)方法，應用于如上所述的灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，所述方法包括：

步驟1)將細胞處于培養(yǎng)箱中進行灌注式培養(yǎng)；

步驟2)所述控制裝置控制所述氣源的閥門開度和所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉，使得所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在第一預設(shè)范圍，溫度保持在第二預設(shè)范圍。

優(yōu)選的，所述控制裝置控制所述氣源的閥門開度和所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉具體包括：

根據(jù)實驗獲取二氧化碳的消耗模型和溫度變化模型，并根據(jù)二氧化碳的消耗模型對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)溫度的變化模型對所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉進行控制；

或者，所述控制裝置根據(jù)所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)所述溫度傳感器發(fā)送的溫度信號對所述加熱器的開啟與關(guān)閉進行控制，使得所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在第一預設(shè)范圍，溫度保持在第二預設(shè)范圍。

優(yōu)選的，所述控制裝置根據(jù)二氧化碳的消耗模型對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)具體包括：

根據(jù)任一時刻的二氧化碳的消耗量與所述氣源的二氧化碳通入量計算任一時刻培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度，若確定所述第一預設(shè)范圍的上限與所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度之間的差值小于等于第一預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)小，若確定所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度與所述第一預設(shè)范圍的下限之間的差值小于等于所述第一預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)大；

所述根據(jù)溫度的變化模型對所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉進行控制具體包括：

根據(jù)任一時刻的溫度變化速率和任一時間段計算任一時刻培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度，若確定所述第二預設(shè)范圍的上限與所述培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度之間的差值小于等于第二預設(shè)閾值時，則控制所述加熱裝置關(guān)閉；若確定培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度與所述第二預設(shè)范圍的下限之間的差值小于等于所述第二預設(shè)閾值時，則控制所述加熱裝置開啟。

可選的，所述控制裝置根據(jù)所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)具體包括：

若確定所述第一預設(shè)范圍的上限與所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度之間的差值小于等于所述第三預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)小，若確定所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度與所述第二預設(shè)范圍的下限之間的差值小于等于所述第三預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)大；

根據(jù)所述溫度傳感器發(fā)送的溫度信號對所述加熱器的開啟與關(guān)閉進行控制具體包括：

若確定所述溫度傳感器發(fā)送的溫度欲超出所述第二預設(shè)范圍的上限時，則關(guān)閉所述加熱裝置，若確定所述溫度傳感器發(fā)送的溫度欲低于所述第二預設(shè)范圍的下限時，則開啟所述加熱裝置。

進一步可選的，所述將細胞處于培養(yǎng)箱中進行灌注式培養(yǎng)具體包括：所述控制裝置接收所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號，并根據(jù)所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號對所述驅(qū)動器的驅(qū)動電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述注射泵推動所述注射器的活塞以所述預設(shè)灌注速度向所述培養(yǎng)液輸入管中灌注培養(yǎng)液。

優(yōu)選的，所述步驟1)還包括：將所述細胞培養(yǎng)所產(chǎn)生的廢液通過廢液輸出管輸出至所述廢液收集裝置的所述試管中。

進一步優(yōu)選的，所述步驟1)還包括：通過所述控制裝置接收所述半導體制冷片的冷端的溫度信號，并根據(jù)所述半導體制冷片的冷端的溫度信號控制所述電源的開啟與關(guān)閉，使得所述半導體制冷片的冷端的溫度保持在第三預設(shè)范圍。

本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)及方法，其中，通過在所述培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置用于通入含有二氧化碳氣體的氣體流道，并將所述氣體流道的進口連通氣源，能夠通過氣源向所述培養(yǎng)箱內(nèi)的流道內(nèi)通入含有二氧化碳的氣體，并通過控制裝置對所述氣源的閥門開度進行控制，能夠?qū)νㄈ胨雠囵B(yǎng)箱內(nèi)的氣體流量進行控制，從而能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度進行控制，同時，所述控制裝置還能夠?qū)λ黾訜嵫b置的開啟與關(guān)閉進行控制，從而能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)箱內(nèi)的溫度進行控制，在此過程中，能夠為所述細胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定的二氧化碳濃度和溫度，從而能夠模擬體內(nèi)生理環(huán)境，提高細胞的體外培養(yǎng)效果。克服了現(xiàn)有技術(shù)中細胞體外培養(yǎng)的二氧化碳濃度和溫度難以有效控制，使得細胞培養(yǎng)效果差的缺陷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種反應器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種培養(yǎng)箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種反應器基座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的另一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的一種注射泵組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的一種注射器夾持器夾持注射器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例提供的另一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例提供的另一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例提供的再一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明實施例提供的一種灌注式細胞培養(yǎng)方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

一方面，本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，參見圖2，包括：培養(yǎng)箱1和反應器2；其特征在于，

所述培養(yǎng)箱1內(nèi)設(shè)置有用于通入含有二氧化碳氣體的氣體流道11，所述氣體流道11的進口設(shè)置在所述培養(yǎng)箱1上，所述氣體流道11的進口連通有氣源3；

所述系統(tǒng)還包括控制裝置4和用于對所述培養(yǎng)箱1進行加熱的加熱裝置5；

所述控制裝置4用于對所述氣源3的閥門開度和所述加熱裝置5的開啟與關(guān)閉進行控制，使得所述培養(yǎng)箱1內(nèi)的二氧化碳濃度保持在第一預設(shè)范圍，溫度保持在第二預設(shè)范圍。

本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，其中，通過在所述培養(yǎng)箱1內(nèi)設(shè)置用于通入含有二氧化碳氣體的氣體流道11，并將所述氣體流道11的進口連通氣源3，能夠通過氣源3向所述培養(yǎng)箱1內(nèi)的流道內(nèi)通入含有二氧化碳的氣體，并通過控制裝置4對所述氣源3的閥門開度進行控制，能夠?qū)νㄈ胨雠囵B(yǎng)箱1內(nèi)的氣體流量進行控制，從而能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)箱1內(nèi)的二氧化碳濃度進行控制，同時，所述控制裝置4還能夠?qū)λ黾訜嵫b置5的開啟與關(guān)閉進行控制，從而能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)箱1內(nèi)的溫度進行控制，能夠模擬體內(nèi)生理環(huán)境，提高細胞的體外培養(yǎng)效果?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中細胞體外培養(yǎng)的二氧化碳濃度和溫度難以有效控制，使得細胞培養(yǎng)效果差的缺陷。

其中，所述控制裝置1可以為電腦，也可以為單片機，所述單片機可以包括一個或多個處理器、存儲器、用戶接口、網(wǎng)絡(luò)接口以及通信總線。

通信總線用于單片機中各組成部件之間的通信。用戶接口用于插接外部設(shè)備，例如觸摸屏、鼠標及鍵盤等，以接收用戶輸入的信息。網(wǎng)絡(luò)接口用于所述單片機與外部進行互相通信，該網(wǎng)絡(luò)接口主要包括有線接口和無線接口。

存儲器可用于存儲軟件程序以及模塊，數(shù)據(jù)庫，如本發(fā)明實施例中所述的二氧化碳濃度控制方法和溫度控制方法對應的程序指令/模塊。存儲器可包括高速隨機存儲器，還可包括非易失性存儲器，如一個或者多個磁性存儲裝置、閃存、或者其他非易失性固態(tài)存儲器。在一些實例中，存儲器可進一步包括相對于處理器遠程設(shè)置的存儲器，這些遠程存儲器可以通過網(wǎng)絡(luò)連接至所述控制設(shè)備。上述網(wǎng)絡(luò)的實例包括但不限于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、局域網(wǎng)、移動通信網(wǎng)及其組合。

處理器通過運行存儲在存儲器內(nèi)的軟件程序以及模塊，從而執(zhí)行各種功能應用以及數(shù)據(jù)處理，例如，處理器通過調(diào)用存儲器中的溫度控制方法的應用程序，以實現(xiàn)快速而準確的溫度控制過程，處理器通過調(diào)用存儲器中的二氧化碳濃度控制方法的應用程序，以實現(xiàn)快速而準確的二氧化碳濃度控制方法。

當然，所述控制裝置4還可以為PID控制器(Proportion Integration Differentiation；比例-積分-微分控制器)，所述PID控制器由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成?？刂破靼咽占降臄?shù)據(jù)和一個參考值進行比較，然后把這個差別用于計算新的輸入值，這個新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達到或者保持在參考值。和其他簡單的控制運算不同，PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的出現(xiàn)率來調(diào)整輸入值，這樣可以使控制對象更加準確。因此，PID控制器中的參數(shù)整定可以依靠經(jīng)驗或者現(xiàn)場調(diào)試來確定。

其中，所述第一預設(shè)范圍和所述第二預設(shè)范圍可以由用戶事先設(shè)定。

本發(fā)明的一實施例中，所述控制裝置4用于獲取二氧化碳的消耗模型和溫度變化模型，并根據(jù)所述二氧化碳的消耗模型對所述氣源3的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)所述溫度的變化模型對所述加熱裝置5的開啟與關(guān)閉進行控制；

或者，參見圖3，所述培養(yǎng)箱1內(nèi)還設(shè)置有二氧化碳傳感器001和溫度傳感器002，所述控制裝置4用于根據(jù)所述二氧化碳傳感器001發(fā)送的二氧化碳濃度對所述氣源3的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)所述溫度傳感器002發(fā)送的溫度信號對所述加熱裝置5的開啟與關(guān)閉進行控制。

其中，所述二氧化碳的消耗模型是指通過二氧化碳消耗的階段分析，從干預理論中整合出二氧化碳濃度改變的過程和其中的一些主要規(guī)則。本發(fā)明實施例中，通過依據(jù)二氧化碳的消耗模型，能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)箱1中二氧化碳的濃度進行計算，從而能夠根據(jù)計算所獲得的程序?qū)λ鰵庠?的閥門開度進行調(diào)節(jié)，使得所述二氧化碳的濃度保持在所述第一預設(shè)范圍內(nèi)；同樣的，通過依據(jù)溫度的變化模型，能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)箱1中的任意時刻的溫度進行計算，從而能夠根據(jù)計算結(jié)果對所述加熱裝置5的開啟與關(guān)閉進行控制，使得溫度保持在所述第二預設(shè)范圍內(nèi)；通過在所述培養(yǎng)箱1內(nèi)設(shè)置二氧化碳傳感器001和溫度傳感器002，能夠直接獲取所述培養(yǎng)箱1內(nèi)的二氧化碳濃度和溫度，從而能夠根據(jù)檢測到的二氧化碳濃度和用戶預設(shè)的二氧化碳濃度之間的差值對氣源3的閥門開度進行直接控制，根據(jù)檢測到的溫度和用戶預設(shè)的溫度之間的差值對加熱裝置5的開啟與關(guān)閉進行控制。

本發(fā)明的一實施例中，當所述培養(yǎng)箱1內(nèi)設(shè)置有二氧化碳傳感器001和溫度傳感器002時，所述控制裝置4包括二氧化碳變送器和PID溫度控制器。

其中，對所述反應器2的結(jié)構(gòu)不做限定。只要能夠通過灌注向細胞輸送培養(yǎng)液即可。

本發(fā)明的一實施例中，參見圖4，所述反應器2包括培養(yǎng)室21和分別與所述培養(yǎng)室21連通的培養(yǎng)液輸入管22和廢液輸出管23。

其中，對所述培養(yǎng)箱1的具體結(jié)構(gòu)不做限定，只要能夠為細胞培養(yǎng)提供容納空間，便于空氣交換并隔絕細菌即可。

本發(fā)明的一實施例中，參見圖5與圖6，所述培養(yǎng)箱1包括由有機硅聚合物材料制成的反應器基座12和密封蓋13，所述反應器基座12上開設(shè)有反應器安裝槽14，所述密封蓋13蓋設(shè)于所述反應器安裝槽14的上方，所述反應器安裝槽14底部設(shè)有用于支撐所述反應器2的支撐凸起6，以使所述反應器2的底部與所述反應器安裝槽14底部之間形成所述氣體流道11，所述氣體流道11的氣體進口位于所述反應器2的底部和所述反應器安裝槽14的底部之間。

在本發(fā)明實施例中，由于有機硅聚合物材料具有良好的通透性，可與外界進行氣體交換，氧氣、二氧化碳可滲透到所述培養(yǎng)箱1內(nèi)，從而能夠使得所述培養(yǎng)箱1呈密閉狀而氣體可透過，能夠保持所述培養(yǎng)箱1內(nèi)外氣壓平衡；通過在反應器安裝槽14底部設(shè)置支撐凸起6，能夠在所述反應器2的底部與所述反應器安裝槽14底部之間形成氣體流道11，并且所述氣體流道11的氣體進口位于所述反應器2的底部和所述反應器安裝槽14的底部之間，能夠使通入的氣體處于所述反應器2的周圍，與所述氣體流道的進口設(shè)置在所述反應器2的上部相比，能夠避免在操作過程中培養(yǎng)液發(fā)生外濺而堵塞所述氣體流道11的進口。

本發(fā)明的又一實施例中，參見圖5和圖6，所述反應器基座14的上表面開設(shè)有用于安裝培養(yǎng)液輸入管22的輸入管安裝槽15以及用于安裝廢液輸出管23的輸出管安裝槽16，所述反應器安裝槽14位于所述輸入管安裝槽15和輸出管安裝槽16之間且分別與所述輸入管安裝槽15和輸出管安裝槽16貫通。

在本發(fā)明實施例中，所述培養(yǎng)液輸入管22可以安裝在所述輸入管安裝槽15內(nèi)，所述廢液輸出管23可以安裝在所述輸出管安裝槽16內(nèi)，能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23進行固定，提高細胞培養(yǎng)裝置的一體化程度，操作方便。

需要說明的是，對所述加熱裝置5不做限定，加熱裝置5可以為通過輻射、對流或者傳導的加熱裝置。

本發(fā)明的一實施例中，所述加熱裝置5為電熱板，所述反應器基座14由可導熱的有機硅聚合物材料制成，所述電熱板設(shè)置在所述反應器基座14的底部，且與所述反應器基座14的下表面貼合設(shè)置。通過將所述電熱板設(shè)置在所述反應器基座14的底部，使得所述培養(yǎng)箱1內(nèi)的結(jié)構(gòu)較為小巧緊湊，并且所述電熱板與所述反應器基座14直接進行熱傳導，加熱效果更佳，進一步地，由于所述反應器基座14的上表面開設(shè)有輸入管安裝槽15和輸出管安裝槽16，所述反應器基座14由可導熱的有機硅聚合物材料制成，具有良好的導熱性能，還能夠?qū)λ雠囵B(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23進行熱傳導，對源源不斷提供給所述培養(yǎng)室21的培養(yǎng)液進行預熱。其中，所述輸入管安裝槽15的長度可以適當長一點，能夠提高培養(yǎng)液的預熱效果。

本發(fā)明的一實施例中，參見圖5，所述密封蓋13靠近所述培養(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23處設(shè)置有缺口17，所述缺口17用于對所述培養(yǎng)液出入管22和所述廢液輸出管23進行避讓，所述缺口17與所述培養(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23之間的空隙內(nèi)填充有密封條(圖中未示出)。

在本發(fā)明實施例中，能夠在對所述培養(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23進行避讓的同時，保持所述培養(yǎng)箱1的密封性，減少二氧化碳損失，避免外界細菌或者塵土進入。

其中，所述密封條可以為高密度海綿，這樣還有利于氣體的流通。

由于大量實驗或者生產(chǎn)需要，參見圖4，所述培養(yǎng)室21可以為多個，相對應地，所述培養(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23也為多個，每一個所述培養(yǎng)室21對應連接一個培養(yǎng)液輸入管22和一個廢液輸出管23，并且所述培養(yǎng)室21沿一直線依次排列，所述培養(yǎng)液輸入管22和所述廢液輸出管23分別位于所述直線的相對兩側(cè)。進一步地，所述氣體流道11的進口也可以為多個，分別對應于每一個所述培養(yǎng)室21的位置設(shè)置。

相對應于所述培養(yǎng)室21，所述支撐凸起6為多個，且相對應設(shè)置在所述直線的兩側(cè)，這樣，使得所述氣體流道11分布更加均勻，能夠提高所述培養(yǎng)箱1中氣體分布的均勻性。

其中，所述二氧化碳傳感器31可以為固態(tài)電介質(zhì)傳感器，也可以為光學傳感器，光學傳感器的穩(wěn)定性和精度更高，優(yōu)選為光學傳感器。

還需要說明的是，由于在細胞培養(yǎng)過程中，根據(jù)細胞培養(yǎng)的需氧情況，可以對通入所述培養(yǎng)箱1中的氧氣濃度也進行檢測，因此，可以在所述培養(yǎng)箱1中設(shè)置氧氣傳感器，當然，若所述細胞培養(yǎng)對其他氣體濃度有要求，還可以設(shè)置用于檢測其他氣體濃度的氣體傳感器，因此，所述氣源可以為含有二氧化碳、氧氣的混合氣體，也可以為二氧化碳氣體，還可以為含有二氧化碳、氧氣和其他氣體的混合氣體。

本發(fā)明的一實施例中，參見圖7，所述系統(tǒng)還包括培養(yǎng)液提供裝置7，所述培養(yǎng)液提供裝置7包括注射泵組件71和安裝于所述注射泵組件8上的注射器72，所述注射器72的輸出端與所述培養(yǎng)液輸入管22連通，所述注射泵組件71可推動所述注射器72的活塞在注射方向上運動。

通過注射泵組件71推動所述注射器72向所述培養(yǎng)液輸入管22內(nèi)灌注細胞培養(yǎng)液，能夠為細胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定流速的細胞培養(yǎng)液，提高細胞培養(yǎng)條件的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的又一實施例中，參見圖8和圖9，所述注射泵組件71包括注射泵(圖中未示出)、注射器夾持器711、推板712和用于固定所述注射器夾持器711的底座713，所述注射器夾持器711用于固定所述注射器72筒體，所述注射器夾持器711與所述底座713可拆卸連接，所述推板712上設(shè)置有凹槽(圖中未示出)，所述注射器72的活塞桿柄嵌設(shè)于所述凹槽內(nèi)，所述推板712用于向所述注射器72的活塞桿柄施加推力，以推動所述注射器72的活塞在注射方向上運動。

通過將注射器夾持器711與所述底座713可拆卸連接，在所述注射器72需要換液或者增加培養(yǎng)液時，可以將所述注射器夾持器711拆卸下來，放置于高度適當?shù)牟僮髋_上對其進行操作，還可以對其進行消毒，之后將所述注射器夾持器711安裝在所述底座713上，方便操作；通過在所述推板712上設(shè)置凹槽，可以將所述注射器72的活塞桿柄嵌設(shè)于所述凹槽內(nèi)，在所述推板712推動所述注射器72的活塞在注射方向上運動時，能夠防止所述注射器72的活塞桿柄與所述推板712之間發(fā)生相對滑動，并對所述注射器72的活塞施加較為均勻的推力。

本發(fā)明的一實施例中，所述注射泵72通常包括步進電機、驅(qū)動器和絲桿，所述步進電機的信號輸出端與所述控制裝置電連接，所述控制裝置的信號輸出端與所述驅(qū)動器的信號輸入端電連接，所述絲桿與所述步進電機傳動連接，所述控制裝置還用于獲取所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號，并根據(jù)所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號對所述驅(qū)動器的驅(qū)動電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述步進電機帶動所述絲桿將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，推動所述注射器以所述預設(shè)灌注速度向所述培養(yǎng)液輸入管內(nèi)灌注培養(yǎng)液。

通過控制裝置4，能夠?qū)λ鲎⑸浔?2實現(xiàn)自動化控制，提高所述系統(tǒng)的自動化程度。

其中，所述控制裝置可以包括繼電器，繼電器一般都有能反映一定輸入變量(如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等)的感應機構(gòu)(輸入部分)；有能對被控電路實現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機構(gòu)(輸出部分)，在這里，所述輸入變量是指所述步進電機的脈沖信號，所述被控電路是指驅(qū)動器的驅(qū)動電壓。

其中，脈沖是指一個物理量在短持續(xù)時間內(nèi)突變后迅速回到其初始狀態(tài)的過程，脈沖信號包括了脈沖的個數(shù)、脈沖的頻率等參數(shù)，通過脈沖信號來控制所述驅(qū)動器的驅(qū)動電壓，能夠使得所述步進電機在預設(shè)脈沖信號下工作。在此過程中，預設(shè)脈沖信號可以通過所述控制裝置根據(jù)預設(shè)灌注速度、所述步進電機的功率和所述絲桿的精度來進行確定。

其中，所述注射器72可以為一個也可以為多個。

本發(fā)明的又一實施例中，參見圖8和圖9，所述注射器72為多個，所述注射器夾持器711包括下夾板714、上夾板715和夾緊件716，所述夾緊件可給上夾板714和下夾板715施加夾緊力，以將多個所述注射器72的外筒夾持固定于所述上夾板714和下夾板715之間；所述夾緊件716包括旋鈕和彈性部件，所述旋鈕包括螺桿和固定于螺桿一端的旋轉(zhuǎn)把手，所述螺桿穿過所述上夾板714的過孔后與所述下夾板715上的螺紋孔配合連接，所述彈性部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)把手與所述上夾板714之間，所述旋鈕相鄰兩側(cè)的注射器72之間的間距大于或等于所述上夾板的寬度M。

在本發(fā)明實施例中，通過旋轉(zhuǎn)所述旋鈕，能夠?qū)⑸蠆A板714旋轉(zhuǎn)90度置于所述旋鈕兩側(cè)的注射器72之間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對所述注射器72的換液或者補液，進一步地，由于所述旋鈕和所述上夾板714之間設(shè)置有彈性部件，可以通過旋轉(zhuǎn)所述旋鈕增大所述上夾板714和所述下夾板715之間的間距，也能夠?qū)崿F(xiàn)對所述注射器72進行換液或者補液。

本發(fā)明的一實施例中，參見圖10，所述系統(tǒng)還包括廢液收集裝置8，所述廢液收集裝置8包括試管81和試管架82，所述試管81放置于所述試管架82上，所述試管81與所述廢液輸出管23連通，用于盛放所述細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的廢液。通過將所述細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的廢液收集起來，能夠減少廢液排放，并有利于對廢液中細胞的代謝物進行研究。

在此，為了與所述廢液輸出管23的個數(shù)相對應，所述試管81也可以為多個，并且可以在所述廢液輸出管23的末端連接針頭，將其插入試管81的管蓋，以實現(xiàn)靜脈灌注培養(yǎng)液。

本發(fā)明的又一實施例中，參見圖11，所述廢液收集裝置8還包括用于放置試管架82的存儲盒83和半導體制冷片84，所述試管架82置于所述存儲盒83內(nèi)，所述存儲盒83的至少一個側(cè)壁由導熱材料制成，所述半導體制冷片84包括制冷面和散熱面，所述半導體制冷片84的制冷面與所述由導熱材料制成的側(cè)壁外表面接觸，所述散熱面連接有散熱器。

通過設(shè)置存儲盒83和半導體制冷片84，并且將所述半導體制冷片84的制冷面和所述存儲盒83的導熱材料制成的側(cè)壁外表面接觸，能夠?qū)λ龃鎯?3內(nèi)的空氣進行換熱，從而對所述存儲盒83內(nèi)的廢液進行制冷，能夠?qū)λ鰪U液進行保存，更有利于對廢液中細胞代謝物的研究。

半導體制冷片由一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯(lián)接的熱電偶對組成，當其中有電流通過時，兩端之間就會產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端，由P型元件流道N型元件的接頭放出熱量，成為熱端；吸熱和放熱的大小由通過電流的大小和半導體材料N、P的元件對數(shù)來決定。

本發(fā)明的又一實施例中，所述半導體制冷片84連接有電源(圖中未示出)，所述控制裝置的信號輸入端與所述半導體制冷片的冷端電連接，所述控制裝置的信號輸出端與所述電源電連接，所述控制裝置還用于接收所述半導體制冷片的冷端的溫度信號，并根據(jù)所述半導體制冷片的冷端的溫度信號對所述電源的開啟與關(guān)閉進行控制，使得所述半導體制冷片的冷端的溫度保持在第三預設(shè)范圍。

通過所述控制裝置，能夠?qū)νㄟ^所述半導體制冷片84的電流進行自動化控制，從而進一步提高系統(tǒng)的自動化程度。

其中，所述控制裝置接收所述半導體制冷片的冷端發(fā)送的溫度信號，對所述電源的開啟與關(guān)閉進行控制，具體為，若所述半導體制冷片的冷端發(fā)送的溫度信號與所述第三預設(shè)范圍的上限之間的差值較為接近時，則控制所述電源關(guān)閉，若所述半導體制冷片的冷端發(fā)送的溫度信號與所述第三預設(shè)范圍的下限之間的差值較為接近時，則控制所述電源開啟。

本發(fā)明的又一實施例中，所述第三預設(shè)范圍為8-10℃。通過保持所述半導體制冷片的冷端保持在8-10℃，能夠防止廢液在室溫下保存時間較短，從而會影響后續(xù)的研究與測試。

本發(fā)明的一實施例中，參見圖12，所述廢液收集裝置8還包括導熱材料制成的盒狀外殼85，所述存儲盒83設(shè)置于所述盒狀外殼85內(nèi)，所述盒狀外殼85與所述存儲盒83之間形成有空氣對流通道，所述盒狀外殼85的任一側(cè)壁上設(shè)置有連通所述盒裝外殼85內(nèi)外的風扇86，所述散熱器位于所述空氣對流通道上，所述風扇86位于所述空氣對流通道的出口處。

通過設(shè)置盒狀外殼85，能夠?qū)⑺錾崞鳟a(chǎn)生的熱量通過風扇86沿空氣對流通道導至所述盒狀殼體85的外部，提高制冷效果。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)方法，應用于如上所述的灌注式細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，參見圖13，所述方法包括：

步驟1)將細胞處于培養(yǎng)箱中進行灌注式培養(yǎng)；

步驟2)所述控制裝置控制所述氣源的閥門開度和所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉，使得所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在第一預設(shè)范圍，溫度保持在第二預設(shè)范圍。

本發(fā)明實施例提供一種灌注式細胞培養(yǎng)方法，對細胞進行灌注式培養(yǎng)，并通過所述控制裝置控制氣源向所述培養(yǎng)箱中通入含有二氧化碳的氣體的閥門開度，對所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度進行調(diào)節(jié)，同時，通過所述控制裝置控制所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉，對所述培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)，能夠為所述細胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定的二氧化碳濃度和溫度，從而能夠模擬體內(nèi)生理環(huán)境，提高細胞的體外培養(yǎng)效果?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中細胞體外培養(yǎng)的二氧化碳濃度和溫度難以有效控制，使得細胞培養(yǎng)效果差的缺陷。

其中，第一預設(shè)范圍可以根據(jù)細胞培養(yǎng)的需氧情況進行合理設(shè)置，若細胞培養(yǎng)需氧量較多，則適當控制所述二氧化碳的濃度減小一些，反之，則適當控制所述二氧化碳的濃度增大一些。同樣的，第二預設(shè)范圍也可以根據(jù)細胞培養(yǎng)的溫度需求進行合理設(shè)置，通常人體細胞培養(yǎng)的溫度保持在35-37℃為佳。

本發(fā)明的一實施例中，所述控制裝置控制所述氣源的閥門開度和所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉具體包括：

根據(jù)實驗獲取二氧化碳的消耗模型和溫度變化模型，并根據(jù)二氧化碳的消耗模型對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)溫度的變化模型對所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉進行控制；

或者，所述控制裝置根據(jù)所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)，根據(jù)所述溫度傳感器發(fā)送的溫度信號對所述加熱器的開啟與關(guān)閉進行控制，使得所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在第一預設(shè)范圍，溫度保持在第二預設(shè)范圍。

需要說明的是，由于所述控制裝置可以為PID控制器(Proportion Integration Differentiation；比例-積分-微分控制器)，所述PID控制器由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個參考值進行比較，然后把這個差別用于計算新的輸入值，這個新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達到或者保持在參考值。其中，所述參考值即為第一預設(shè)范圍內(nèi)的值或者第二預設(shè)范圍內(nèi)的值。

示例性的，以所述第二控制模塊為PID控制器為例進行說明。當所檢測的溫度偏離所希望的給定值(在此指第二預設(shè)范圍)時，PID控制可根據(jù)測量信號與給定值的偏差進行比例、積分、微分運算，從而輸出某個適當?shù)目刂菩盘?，促使測量值恢復到給定值，達到自動控制的目的。

比例運算是指輸出控制量與偏差的比例關(guān)系，比例參數(shù)設(shè)定值越大，控制的靈敏度越低，設(shè)定值越小，控制的靈敏度越高，例如比例參數(shù)設(shè)定為4％，表示測量值偏離給定值4％時，輸出控制量變化100％。積分運算的目的是消除偏差，只要偏差存在，積分作用將控制量向使偏差消除的方向移動，積分時間是表示積分作用強度的單位，設(shè)定的積分時間越短，積分作用越強，例如積分時間設(shè)定為240秒時，表示對固定的偏差，積分作用的輸出量達到和比例作用相同的輸出量需要240秒，比例作用和積分作用是對控制結(jié)果的修正動作，響應較慢，微分作用是為了消除其缺點而補充的，微分作用根據(jù)偏差產(chǎn)生的速度對輸出量進行修正，使控制過程進口恢復到原來的控制狀態(tài)，微分時間是表示微分作用強度的單位，設(shè)定的微分時間越長，則以微分作用的修正越強。

本發(fā)明的一實施例中，所述第一預設(shè)范圍為1％-2％。通過控制所述二氧化碳的濃度為1％-2％，能夠為細胞提供所述細胞培養(yǎng)所需的二氧化碳，同時，還能夠?qū)λ雒荛]培養(yǎng)箱的pH值進行調(diào)節(jié)。

其中，所述氣源可以為含有二氧化碳的混合氣瓶，也可以為二氧化碳氣瓶，根據(jù)二氧化碳濃度的不同，可以對所述氣源的控制閥門進行調(diào)節(jié)來控制進入所述密閉培養(yǎng)箱中氣體的流量，從而實現(xiàn)對所述二氧化碳濃度的控制。

本發(fā)明的又一實施例中，所述第二預設(shè)范圍為35-37℃。通常細胞在接近于體溫的條件下培養(yǎng)更接近于體內(nèi)培養(yǎng)，溫度過高或者過低都會對細胞的活性造成影響。

本發(fā)明的又一實施例中，所述控制裝置根據(jù)二氧化碳的消耗模型對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)具體包括：

根據(jù)任一時刻的二氧化碳的消耗量與所述氣源的二氧化碳通入量計算任一時刻培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度，若確定所述第一預設(shè)范圍的上限與所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度之間的差值小于等于第一預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)小，若確定所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度與所述第一預設(shè)范圍的下限之間的差值小于等于所述第一預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)大；

所述根據(jù)溫度的變化模型對所述加熱裝置的開啟與關(guān)閉進行控制具體包括：

根據(jù)任一時刻的溫度變化速率和任一時間段計算任一時刻培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度，若確定所述第二預設(shè)范圍的上限與所述培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度之間的差值小于等于第二預設(shè)閾值時，則控制所述加熱裝置關(guān)閉；若確定培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度與所述第二預設(shè)范圍的下限之間的差值小于等于所述第二預設(shè)閾值時，則控制所述加熱裝置開啟。

在本發(fā)明實施例中，所述控制裝置通過二氧化碳的消耗量和含有二氧化碳的氣體的通入量來計算獲得培養(yǎng)箱內(nèi)二氧化碳的濃度，并與用戶所設(shè)定的第一預設(shè)范圍的上限和下限相比較，根據(jù)二氧化碳濃度和所述第一預設(shè)范圍的上限或者下限之間的差值來控制所述氣源的閥門開度，這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)對所述二氧化碳濃度的精確控制，同理，也能夠?qū)崿F(xiàn)對所述溫度的精確控制。

其中，所述控制裝置控制所述氣源的閥門開度調(diào)大或者調(diào)小的調(diào)節(jié)度也可以通過控制裝置根據(jù)邏輯運算獲取，例如，根據(jù)所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度與所述第一預設(shè)范圍的上限和下限之間的差值大小，計算獲取調(diào)節(jié)度的大小，這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制。

本發(fā)明的又一實施例中，所述控制裝置根據(jù)所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度對所述氣源的閥門開度進行調(diào)節(jié)具體包括：

若確定所述第一預設(shè)范圍的上限與所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度之間的差值小于等于所述第三預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)小，若確定所述二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度與所述第二預設(shè)范圍的下限之間的差值小于等于所述第三預設(shè)閾值時，則控制所述氣源的閥門開度調(diào)大；

根據(jù)所述溫度傳感器發(fā)送的溫度信號對所述加熱器的開啟與關(guān)閉進行控制具體包括：

若確定所述溫度傳感器發(fā)送的溫度欲超出所述第二預設(shè)范圍的上限時，則關(guān)閉所述加熱裝置，若確定所述溫度傳感器發(fā)送的溫度欲低于所述第二預設(shè)范圍的下限時，則開啟所述加熱裝置。

在本發(fā)明實施例中，所述控制裝置通過二氧化碳傳感器發(fā)送的二氧化碳濃度與用戶所設(shè)定的第一預設(shè)范圍的上限和下限相比較，根據(jù)二氧化碳濃度和所述第一預設(shè)范圍的上限或者下限之間的差值來控制所述氣源的閥門開度，這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)對所述二氧化碳濃度的精確控制，同理，也能夠?qū)崿F(xiàn)對所述溫度的精確控制。

其中，所述控制裝置控制所述氣源的閥門開度調(diào)大或者調(diào)小的調(diào)節(jié)度也可以通過控制裝置根據(jù)邏輯運算獲取，例如，根據(jù)所述培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳濃度與所述第一預設(shè)范圍的上限和下限之間的差值大小，計算獲取調(diào)節(jié)度的大小，這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制。

本發(fā)明的一實施例中，所述將細胞處于培養(yǎng)箱中進行灌注式培養(yǎng)具體包括：所述控制裝置接收所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號，并根據(jù)所述步進電機的驅(qū)動脈沖信號對所述驅(qū)動器的驅(qū)動電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述注射泵推動所述注射器的活塞以所述預設(shè)灌注速度向所述培養(yǎng)液輸入管中灌注培養(yǎng)液。

通過控制裝置，能夠?qū)λ鲎⑸淦鞯墓嘧⑺俣冗M行自動調(diào)節(jié)，根據(jù)不同的細胞可以設(shè)定不同的灌注速度，提高細胞培養(yǎng)條件的穩(wěn)定性。其中，所述預設(shè)灌注速度可以通過用戶根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定而獲得，也可以根據(jù)邏輯運算獲取。

本發(fā)明的又一實施例中，所述預設(shè)灌注速度大于等于0.0001μL/min。該預設(shè)灌注速度最低可以達到0.0001μL/min，相當于靜脈注射，更接近于體內(nèi)培養(yǎng)。

其中，所述預設(shè)灌注速度根據(jù)邏輯運算獲取時，可以根據(jù)步進電機的脈沖信號、絲桿的螺紋精度和驅(qū)動器的驅(qū)動功率等復雜計算來獲取。

本發(fā)明的一實施例中，所述步驟2)中所述細胞所產(chǎn)生的廢液通過所述廢液輸出管輸出至所述廢液收集裝置的所述試管中。

在本發(fā)明實施例中，將細胞產(chǎn)生的廢液收集起來，為細胞的代謝物研究提供了條件。

本發(fā)明的一實施例中，所述步驟1)還包括：通過所述控制裝置接收所述半導體制冷片的冷端的溫度信號，并根據(jù)所述半導體制冷片的冷端的溫度信號控制所述電源的開啟與關(guān)閉，使得所述半導體制冷片的冷端的溫度保持在第三預設(shè)范圍。

通過控制裝置，能夠?qū)λ鰪U液收集裝置的溫度進行自動調(diào)節(jié)，延長廢液的保存時間，為細胞的代謝物研究創(chuàng)造了條件。

本發(fā)明的又一實施例中，所述第三預設(shè)范圍為8-10℃。能夠防止在室溫下保存使得保存時間有限，不利于細胞的代謝物的研究和測試。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。