一種具有多工作模式的生物培養(yǎng)皿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物及細胞培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有多工作模式的生物培 養(yǎng)皿。
【背景技術(shù)】
[0002] 培養(yǎng)皿是一種用于微生物或細胞培養(yǎng)的實驗室器皿，由一個平面圓盤狀的底和一 個蓋組成，一般用玻璃或塑料制成。
[0003] 傳統(tǒng)的培養(yǎng)皿多為簡單的玻璃或塑料器皿，主要在生物學(xué)領(lǐng)域中用于細胞培養(yǎng)， 其不具有振動和攪拌功能。
[0004] 近年來為滿足各種培養(yǎng)需要，出現(xiàn)了新型的減震培養(yǎng)皿，如公開號為202671544U 的實用新型專利申請公開了一種減震培養(yǎng)皿，包括皿體和皿蓋，皿體的底部設(shè)有減震層，減 震層與皿體之間設(shè)有膠水層，減震層為泡沫塑料層。該減震培養(yǎng)皿可在培養(yǎng)細胞等操作時， 避免培養(yǎng)皿在搬運過程中劇烈振動，減小振動對培養(yǎng)皿內(nèi)培養(yǎng)物的生長造成不利影響。
[0005] 在此基礎(chǔ)上，公開號為203048939U的實用新型專利申請公開了一種密封式防振 動的新型培養(yǎng)皿，屬于微生物實驗用器皿，包括培養(yǎng)皿本體，以及設(shè)在培養(yǎng)皿本體上方的壓 蓋，壓蓋內(nèi)壁上設(shè)有卡槽，培養(yǎng)皿本體的底部設(shè)有減震層，且減震層上端設(shè)有保溫層，保溫 層上設(shè)有培養(yǎng)區(qū)，培養(yǎng)皿本體外壁上設(shè)有與蓋體上卡槽相配合的凸臺，培養(yǎng)皿本體下端設(shè) 有底座?？ú酆屯古_可以使培養(yǎng)皿本體與壓蓋相互卡緊，成為一個基本密閉的空間。減震 層可避免培養(yǎng)皿在搬運過程中有劇烈振感，減小振動對培養(yǎng)皿內(nèi)培養(yǎng)物的生長造成不利影 響。
[0006] 而對于生物實驗，除了減震的需要，對于某些特殊應(yīng)用，需要創(chuàng)造振動，對培養(yǎng)皿 中的培養(yǎng)液進行振動攪拌。由于細胞等培養(yǎng)物質(zhì)一般比較脆弱，容易損壞，因此不能使用傳 統(tǒng)的攪拌方式（如攪拌棒）進行攪拌，只能通過其他方式進行攪拌。
[0007] 現(xiàn)有的可振動培養(yǎng)皿大多通過超聲波振動來實現(xiàn)振動，其雖然可以實現(xiàn)對培養(yǎng)皿 中培養(yǎng)物質(zhì)的振動，但是不能控制振動的方向和位置，同時超聲波振動技術(shù)還有成本較高， 使用價格較為昂貴的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有多工作模式的生物培養(yǎng)皿，能夠?qū)?現(xiàn)振動方向和位置的控制，且成本低廉。
[0009] -種具有多工作模式的生物培養(yǎng)皿，包括底部為電致變形基底的皿體、為電致變 形基底提供驅(qū)動電壓的驅(qū)動電路，以及通過控制驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動電壓的幅值和頻率以 進行工作模式切換的控制模塊，
[0010] 所述生物培養(yǎng)皿具有正常工作模式、振動工作模式和拉伸工作模式。
[0011] 皿體（除底部外）的材質(zhì)可以玻璃或塑料等，為便于加工本發(fā)明中的材質(zhì)為塑料。 為避免對培養(yǎng)皿內(nèi)的培養(yǎng)液造成損失，采用的塑料必須為生物級別的塑料。
[0012] 在微生物或細胞的培養(yǎng)過程中，有時候需要觀察微生物或細胞的實時生長情況， 為便于觀察，所述電致變形基底透明。這樣可以在培養(yǎng)皿放置顯微鏡進行對培養(yǎng)皿內(nèi)的情 況進行觀察。進一步優(yōu)選，整個皿體均為透明，即皿體的側(cè)壁和底部（電致變形基底）均透 明。
[0013] 所述電致變形基底包括具有預(yù)拉伸的介電彈性體薄膜，所述介電彈性體薄膜的下 表面設(shè)有柔性電極，所述驅(qū)動電路的正向輸出端與柔性電極連接，接地端以培養(yǎng)液為導(dǎo)電 媒介與介電彈性體薄膜的上表面相連。
[0014] 培養(yǎng)皿在使用時需要加入培養(yǎng)液，本發(fā)明利用生物培養(yǎng)液的導(dǎo)電特性，直接以培 養(yǎng)液為導(dǎo)電媒介（實際上為導(dǎo)電電極）使驅(qū)動電路的接地端與介電彈性體薄膜的上表面相 連，進而直接將培養(yǎng)液作為介電彈性體薄膜的上表面的電極，而無需在介電彈性體薄膜的 上表面設(shè)置電極，有利于降低制備成本。
[0015] 另外，為避免以培養(yǎng)液為導(dǎo)電媒介時培養(yǎng)液為高壓進產(chǎn)生觸電的隱患，本發(fā)明中 使驅(qū)動電路的接地端以培養(yǎng)液為導(dǎo)電媒介與介電彈性體薄膜的上表面相連，這樣，在培養(yǎng) 過程中，由于培養(yǎng)液與接地端連接，電勢為零，只要實驗者不直接與正向輸出端連接，則不 會構(gòu)導(dǎo)電回路而引發(fā)觸電事故。
[0016] 作為優(yōu)選，所述皿體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有延伸至介電彈性體薄膜上表面的導(dǎo)電件，所述 驅(qū)動電路的接地端與該導(dǎo)電件相連。通過導(dǎo)電件便于固定接地端的連接位置。進一步，可 通過合理設(shè)置導(dǎo)電件距離側(cè)壁頂面的高度，保證使用時培養(yǎng)液不沒過導(dǎo)電件頂端，使用時， 使接地端與導(dǎo)電件頂端連接，這樣可以在培養(yǎng)液和接地端不直接接觸的情況下正常供電， 避免了直接將接地端至于培養(yǎng)液中而導(dǎo)致培養(yǎng)液污染的問題。
[0017] 本發(fā)明中的導(dǎo)電件優(yōu)選醫(yī)用不銹鋼片，為醫(yī)用材料，與培養(yǎng)液接觸時不會對培養(yǎng) 物質(zhì)（培養(yǎng)液）產(chǎn)生影響，且在通電時也不會產(chǎn)生電離，避免對培養(yǎng)液產(chǎn)生影響。
[0018] 進一步作為優(yōu)選，所述柔性電極外設(shè)置柔性絕緣保護層，防止漏電。進一步優(yōu)選， 所述驅(qū)動電路的正向輸出端與柔性電極固定連接，且電氣連接點被柔性絕緣保護層覆蓋。 一方面可以防止漏電、另一方面還可以避免將正向輸出端和接地端弄反而引發(fā)安全事故。 最優(yōu)的，所述柔性絕緣保護層為透明的。
[0019] 所述柔性電極的邊緣與介電彈性體薄膜的邊緣的最小距離大于2cm。
[0020] -方面防止高壓作用下介電彈性體薄膜邊緣處擊穿，實現(xiàn)電氣隔離；另一方面為 介電彈性體薄膜預(yù)留一定的形變空間。
[0021] 為保證能夠得到最佳的振動效果，所述介電彈性體薄膜的厚度為1mm。該厚度為介 電彈性體薄膜未拉伸前的厚度，所述柔性電極的厚度為0. 1mm。
[0022] 控制模塊控制驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動電壓的幅值在0~5KV范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。當(dāng)生 物培養(yǎng)皿工作于正常工作模式時，驅(qū)動電壓的幅值為零；
[0023] 當(dāng)生物培養(yǎng)皿工作于拉伸工作模式時，驅(qū)動電壓的幅值不為零，頻率為零；
[0024] 當(dāng)生物培養(yǎng)皿工作于振動工作模式時，驅(qū)動電壓的幅值不為零（且要求幅值大于 〇. 5KV)，頻率大于零。
[0025] 所述振動工作模式包括上下振動模式和水平伸縮模式，當(dāng)生物培養(yǎng)皿工作于上下 振動模式時，驅(qū)動電壓的頻率為20Hz~1000Hz，時，當(dāng)生物培養(yǎng)皿工作于水平伸縮模式時， 驅(qū)動電壓的頻率為小于20HZ時。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的智能培養(yǎng)皿利用電致變形基底對培養(yǎng)物質(zhì)進行振動攪 拌，且通過電控制，結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，成本很低，可以一次性使用，同時可以提供多種攪 拌模式。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本實施例的智能培養(yǎng)皿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0029] -種具有多工作模式的生物培養(yǎng)皿，如圖1所示，包括皿體1，皿體1底部為電致變 形基底2,為電致變形基底2提供驅(qū)動電壓的驅(qū)動電路3,以及控制驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動電 壓的幅值和頻率的控制模塊4。
[0030] 電致變形基底2包括具有預(yù)拉伸的介電彈性體薄膜21，介電彈性體薄膜的下表面 依次設(shè)有柔性電極22和柔性絕緣層23,柔性絕緣層23位于柔性電極外22,其中，介電彈性 體薄膜具體為3M-VHB4910材料，在各個方向上的預(yù)拉伸值為3倍，預(yù)拉伸之前厚度為1mm。
[0031] 柔性電極由導(dǎo)電凝膠等透明導(dǎo)電材料制備而成。本實施例中為銀納米線，厚度為 0. 1mm。為保證下表面的柔性電極層與培養(yǎng)液之間的電隔離，并保證介電彈性體薄膜具有一 定的形變空間，