CN101981207A - 一种控制发酵过程的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种控制发酵过程的方法和装置，其中，方法包括：从发酵罐中采集生物细胞样本，根据该生物细胞样本获取当前生物细胞的状态信息；将当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较，获得当前生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异状况；根据获得的差异状况控制发酵罐中营养液的流加速度。从而实现了根据发酵过程中生物细胞的状态信息实时地控制生物发酵过程，从而提高了发酵过程的一致性；并且，该方法和装置无需复杂的数学模型和人为数据分析，通过一个闭环反馈回路实时地对生物发酵过程进行控制，计算简单，不产生控制延迟，且实现了生物发酵过程中对细胞状态的自动控制。

Description

一种控制发酵过程的方法和装置 技术领域
本发明涉及生物工程技术， 特别涉及一种控制发酵过程的方法和装置。 背景技术
生物发酵过程是许多工业领域中的关键技术，例如生物制药、生物能源、 食品饮料以及环保等领域。生物发酵过程的一个重要目标是提高生产过程的 一致性。 然而， 由于生物发酵过程具有时变性、 非线性， 以及其他不确定性 因素的影响， 各发酵批次之间的波动往往很大。 如何控制生物发酵过程， 使 其具有较高一致性， 从而提高发酵质量已成为一个重要的研究方向。
本发明中的生物发酵过程包括生物发酵和细胞培养。 工业领域的生物发 酵过程通常在发酵罐中进行， 在发酵罐中设置营养液并维持适宜的环境条 件， 生物细胞在营养液中生长繁殖并产出希望的产物。 操作员或自动控制系 统可以通过调节发酵罐中营养液流加速度来实现对生物发酵过程的控制。现 有技术通过对发酵环境参数， 例如， 对温度、 营养液 PH值、 以及溶解氧浓 度等参数进行观测和分析， 按照预先设置的营养液流加策略， 从而实现对发 酵过程的开环控制。 但是， 这些控制方法， 仅考虑了发酵环境等外部因素， 而忽略了生物细胞本身的状态变化， 特别是诸如细胞大小、 形态、 结构等状 态变化对发酵过程的影响， 由于发酵过程中生物细胞的状态变化对发酵过程 具有较大影响， 因此， 现有技术中的控制方法难以保证发酵过程的一致性。
发明内容
有鉴于此， 本发明提供了一种控制发酵过程的方法和装置， 以便于实现 根据生物细胞的状态信息控制生物发酵过程， 从而提高发酵过程的一致性。
一种控制发酵过程的方法， 该方法包括：
A、 从发酵罐中采集生物细胞样本， 根据该生物细胞样本获得当前生物 细胞的状态信息；
B、 将所述当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较， 获得当前生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异状况；
C、 根据所述获得的差异状况控制所述发酵罐中的营养液流加速度。 步骤 A中所述根据该生物细胞样本获得当前生物细胞的状态信息包括： 流式细胞仪从发酵罐中采集生物细胞样本，根据该生物细胞样本输出包 含当前生物细胞状态信息的散点图。
其中， 所述状态信息包括： 细胞浓度信息、 细胞大小信息、 细胞形态信 息、 细胞结构信息、 细胞代谢状况信息中的一种或任意组合。
步骤 B中所述将当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比 较包括： 将当前生物细胞的状态信息散点图与预设的目标状态信息散点图进 行比较。
步骤 B中所述获得当前生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异 状况包括：
确定当前生物细胞的状态信息散点图的重心、 以及所述目标状态信息散 点图的重心；
确定表征所述差异状况的向量，该向量起始于当前生物细胞状态信息散 点图的重心， 指向并终止于所述目标状态信息散点图的重心。
所述步骤 C包括：
将表征所述差异状况的向量进行从向量到标量的转换；
根据转换后得到的标量， 确定使得该标量最小化的营养液流加速度， 采 用该确定的营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液。
所述步驟 C包括： 根据所述获得的差异状况， 采用预先设定的流加速度 确定策略， 确定营养液流加速度， 采用该确定的营养液流加速度向所述发酵 罐添力口营养液；
其中， 所述流加速度确定策略使得所述发酵罐中生物细胞状态信息收敛 于所述目标状态信息。
所述流加速度确定策略包括比例积分微分 PID策略、模型预测控制策略、 模糊控制策略、 神经网络控制策略。
在采用该确定的营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液之前还包括： 判断所述确定的营养液流加速度是否在预设的流加速度范围内， 如果是， 则 继续执行所述采用该确定的营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液的步 骤； 否则， 采用预设的目标营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液。
执行所述步骤 C之后转至执行所述步骤 A。
一种控制发酵过程的装置， 该装置包括： 状态信息获取单元、 比较单元 和控制单元；
所述状态信息获取单元， 用于从发酵罐中采集生物细胞样本， 根据该生 物细胞样本获得当前生物细胞的状态信息；
所述比较单元， 用于将所述当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态 信息进行比较，获得当前生物细胞的状况信息与目标状态信息之间的差异状 况， 并将该差异状况提供给所述控制单元；
所述控制单元， 用于 据所述差异状况控制所述发酵罐中的营养液流加 速度。
其中， 所述状态信息获取单元为流式细胞仪， 包括： 釆集子单元、 流动 室、 激光发生器和检波器；
所述采集子单元， 用于从发酵罐中采集生物细胞样本， 并将该生物细胞 样本注入流动室中鞘液的中部；
所述流动室， 用于通过鞘液的约束使所述样本中的生物细胞排列成单列 并形成细胞束；
所述激光发生器， 用于产生激光并激发所述细胞束产生光信息； 所述检波器， 用于从所述光信息中获得当前生物细胞的状态信息。
该装置还包括： 目标状态信息存储单元， 用于存储目标状态信息； 所述比较单元，还用于从所述目标状态信息存储单元中获取所述目标状 态^§息
所述控制单元包括： 流加速度确定子单元和添加操作子单元； 所述流加速度确定子单元， 用于根据所述差异状况， 采用预先设定的、 使得所述发酵罐中生物细胞状态信息收敛于所述目标状态信息的流加速度 确定策略， 确定营养液流加速度， 并将该营养液流加速度发送给所述添加操 作子单元；
所述添加操作子单元， 用于根据接收到的营养液流加速度向所述发酵罐 添力口营养液。
所述控制单元还包括： 判断子单元， 用于接收所述流加速度确定子单元 发送的营养液流加速度， 判断该营养液流加速度是否在预设的流加速度范围 内， 如果是， 则将所述营养液流加速度发送给所述添加操作子单元； 否则， 将预设的目标营养液流加速度发送给所述添加操作子单元。
由以上技术方案可以看出， 在本发明提供的方法和装置中， 从发酵罐中 采集生物细胞样本， 根据该生物样本获取当前生物细胞的状态信息； 将当前 生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较， 获得当前生物细胞的 状态信息与目标状态信息之间的差异状况； 根据获得的差异状况控制对发酵 罐中营养液的流加速度。从而实现了根据发酵过程中生物细胞的状态信息控 制生物发酵过程， 从而提高了发酵过程的一致性。
并且， 该方法和装置无需人为进行复杂的数据分析， 可以通过一个闭环 反馈回路实时地对生物发酵过程进行控制， 不产生控制延迟， 且实现了生物 发酵过程中对细胞状态的自动控制。
附图说明
图 1为本发明实施例提供的方法流程图；
图 2为本发明实施例提供的当前生物细胞的 FALS- RALS散点图； 图 3为本发明实施例提供的获取生物细胞状态差异信息的示意图； 图 4为本发明实施例提供的确定的营养液流加速度在预设的流加速度范 围内的示意图；
图 5为本发明实施例提供的装置结构图；
图 6为本发明实施例提供的流式细胞仪结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面结合附图和具体 实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的方法主要包括： 从发酵罐中采集生物细胞样本， 根据该生 物细胞样本获取当前生物细胞的状态信息； 将当前生物细胞的状态信息与预 设的目标状态信息进行比较， 获得当前生物细胞的状态信息与目标状态信息 之间的差异状况； 根据获得的差异状况控制发酵罐中的营养液流加速度。
下面通过一个具体的实施例对上述方法进行详细描述， 图 1为本发明实 施例提供的方法流程图， 如图 1所示， 该方法可以包括以下步骤：
步骤 101: 从发酵罐中釆集生物细胞样本， 根据该生物细胞样本确定当 前生物细胞的状态信息。
本步驟中， 可以通过生物细胞状态测定仪器， 如流式细胞仪（FCM, Flow Cytometry ), 实现生物细胞样本的实时采集和生物细胞状态信息的确定。 该 FCM将采集到的生物细胞样本注入鞘液的中部， 通过鞘液的约束使得生物细 胞排列成单列， 并形成细胞束； 该细胞束被激光激发后产生散射光， 对其中 的前向散射光（ FALS, Forward Angle Light Scat ter ing )和侧向散射光（ RALS, Right Angle Light Scat tering )进行收集和光电信号转换， 并将 FALS和 RALS进行光电信号转换后得到的电脉冲信号构成 FALS- RALS散点图， 从该 FALS-RALS散点图中可以获取细胞浓度信息、 细胞大小信息、 细胞形态信息 等。 FALS-RALS散点图可以如图 2所示， 图中的横轴为 FALS电脉冲信号值， 纵轴为 RALS 电脉冲信号值。 另外， 也可以先对细胞进行荧光染色， 将细胞 束被激光激发后产生的散射光进行波段检测， 并将获取的波段信息构成波段 信息散点图， 从该波段信息散点图中可以获取细胞结构信息、 细胞代谢状况 信息等。 在此， 本发明并不限定对具体细胞状态信息的获取方法。
步骤 102 :将当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较， 获取当前生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异状况信息。
假设通过 FCM得到 FALS- RALS散点图， 则预设的目标状态信息可以是以 往发酵批次得到的 FALS- RALS散点图中最优的一个，也可以是根据试验等手 段预先获取的最优的 FALS- RALS散点图。 在此， 最优的 FALS- RALS散点图可 以是反映出的细胞浓度最高、 产物表达率最好的 FALS- RALS散点图。
当前生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异状况可以用向量 表示。 以 FALS- RALS散点图为例， 图 3为获取向量 的示意图， 将目标状态 信息散点图与当前生物细胞状态信息散点图显示于同一个 FALS- RALS坐标系 中， 确定目标状态信息散点图的重心， 表示为重心 1 , 以及当前生物细胞状 态信息散点图的重心， 表示为重心 2 , 该向量 起始于当前生物细胞状态信 息散点图的重心， 指向并终止于目标状态信息散点图的重心， 即起始于重心 2、 指向并终止于重心 1。 该向量 ΐ可以表示为：
→ 其中， 表示当前生物细胞状态信息散点图和目标状态信息散点图的密 度差， 用于表征当前发酵过程中的细胞浓度与目标细胞浓度之间的差值， ^ 表示重心 1和重心 1在横轴上的差值， 用于表征当前发酵过程中的细胞大小 与目标细胞大小之间的差值， ^表示重心 2和重心 1在纵轴上的差值， 用于 表征当前发酵过程中的细胞形态与目标细胞形态之间的差值。 因而， 该向量 Ξ可以用于表征当前发酵过程中的细胞浓度、 细胞大小、 细胞形态等状态信 息与目标状态信息之间的差异状况。
步骤 103:根据获得的差异状况信息确定对发酵罐中的营养液流加速度。 在本步骤中， 为了更直观和直接地利用差异状况信息， 可以首先 居预 先设置的转换策略将向量 Ξ进行从向量到标量的转换。 该转换策略可以为线 性转换、 非线性转换等。 转换后得到的标量 e可以表示为： e = /(e) , 其中， /为采用的转换策略。 在此以线性转换为例， 转换后得到的标量 e可以为： eK, 2, :3]e。
其中， 0≤ , :2, :3≤1。 可以分别表示细胞浓度、 细胞大小和细 胞形态在控制过程中所占的权重，可以根据具体的控制需要进行设置。例如， 如果仅希望控制发酵过程使细胞浓度尽可能靠近目标细胞浓度， 则可以将 和^设置为 0, 设置为 1。
获取到转换后的标量 e后，根据该标量 e确定对发酵罐中营养液的流加 速度。 该确定过程是根据预先设定的流加速度确定策略进行的， 以便于确定 的营养液的流加速度能够减小发酵过程中生物细胞状态与目标状态之间的 差异， 即， 使发酵罐中的生物细胞状态信息收敛于目标状态信息。 具体采用 的流加速度确定策略可以有多种形式， 例如， 比例积分微分 （PID , Propor t ional- Integra卜 Der ivat ive )策略、 模型预测控制策略、 模糊控制 策略、 神经网络控制策略等。 在此以 PID策略为例， 对发酵罐中营养液的流 加速度 F(t)可以表示为：
F(t)
其中， )为预设的目标营养液流加速度的值， 比例常数 e和积分常 数 可以预先釆用试验方式根据发酵罐中生物细胞的动态响应来确定， 例 如， 根据试验时发酵罐中生物细胞的状态的动态响应信息， 确定使得标量 e 最小化的 e和 。 由于生物属性的测量噪声较大， 可以不采用微分， 即可 以设 Td为 0, 该 F (t)中各常数的选取需要使得标量 e最小化。
可以将此时确定的营养液的流加速度作为对发酵罐的营养液流加速度， 结束流程。 更优地， 可以继续执行以下步骤：
步骤 104:判断该确定的营养液流加速度是否在预设的流加速度范围内， 如果是， 执行步驟 105 , 否则执行步骤 106。
由于控制装置中各种噪声、或装置故障可能会造成确定的营养液流加速 度产生较大偏差， 因此， 为了防止较大偏差对发酵过程的控制造成影响， 可 以预先设置流加速度范围，该流加速度范围为可以接受的营养液流加速度范 围， 如果确定的营养液流加速度在该流加速度范围内， 如图 4所示， 则说明 没有出现较大偏差， 则可以直接采用该确定的营养液流加速度作为对发酵罐 中营养液的流加速度； 如果确定的 6'养液流加速度不在该流加速度范围内， 则说明出现较大偏差， 则直接将预设的目标营养液流加速度作为对发酵罐中 营养液的流加速度， 即以下步骤 105和 106。
步骤 105: 将该确定的营养液流加速度作为对发酵罐中营养液的流加速 度， 结束流程。
步驟 106: 将预设的目标营养液流加速度作为对发酵罐中营养液的流加 速度。
上述流程中的各步驟均为在发酵过程中实时进行的，且在步骤 106之后 转至执行步驟 101从而构成一个闭环反馈控制过程。
以上是对本发明提供的方法进行的详细描述， 下面对本发明提供的装置 进行描述。 图 5为本发明实施例提供的装置结构图， 如图 5所示， 该装置可 以包括： 状态信息获取单元 500、 比较单元 510和控制单元 520。
状态信息获取单元 500, 用于从发酵罐中采集生物细胞样本， 根据该生 物细胞样本获得当前生物细胞的状态信息。
比较单元 510, 用于将当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息 进行比较， 获得当前生物细胞的状况信息与目标状态信息之间的差异状况， 并将该差异状况提供给控制单元 520。
控制单元 520，用于根据该差异状况控制对发酵罐中营养液的流加速度。 其中， 上述状态信息获取单元 500可以为流式细胞仪， 具体结构可以如 图 6所示， 该流式细胞仪可以包括： 采集子单元 601、 流动室 602、 激光发 生器 603和检波器 604。
采集子单元 601 , 用于从发酵罐中采集生物细胞样本， 并将该生物细胞 样本注入流动室 602中鞘液的中部。
流动室 602 , 用于通过鞘液的约束使样本中的生物细胞排列成单列并形 成细胞束。
激光发生器 603, 用于产生激光并激发细胞束产生光信息。
检波器 604, 用于从产生的光信息中获得当前生物细胞的状态信息。 检波器 604可以为光电二极管或光电倍增管，对细胞束经激光激发后产 生的散射光或荧光进行收集和光电信号转换， 利用转换后的电信号可以构成 状态信息散点图， 例如对散射光中的 FALS和 RALS进行收集和光电转换后得 到 FALS- RALS散点图 , 对散射光进行波段检测后得到波段信息散点图等， 从 FALS- RALS散点图中可以获取细胞浓度信息、 细胞大小信息、 细胞形态信息 等， 从波段信息散点图中可以获取细胞结构信息、 细胞代谢状况信息等。 图
6中所示检波器 604中的检波器 1可以对散射光中的 FALS进行收集和光电转 换， 检波器 2可以对散射光中的 RALS进行收集和光电转换。
比较单元 510可以采用方法步骤 102中的方式进行比较， 并获取差异状 况。 以 FALS- RALS散点图为例， 比较单元 510可以首先确定目标状态信息散 点图的重心， 表示为重心 1 , 以及当前生物细胞状态信息散点图的重心， 表 示为重心 2 , 以起始于重心 2、指向并终止于重心 1的向量 Ϊ表示当前生物细 胞的状况信息与目标状态信息之间的差异状况， 并将该向量 Ϊ提供给控制单 元 520。 控制单元 520可以首先根据预先设置的转换策略将向量 Ϊ进行从向 量到标量的转换， 将转换后得到的标量 e作为变量， 采用预设的、 使得发酵 罐中的生物细胞状态信息收敛于目标状态信息的流加速度确定策略，确定营 养液的流加速度， 其中， 采用的流加速度确定策略可以有多种形式， 例如可 以为 PID策略。
另外， 该装置还可以包 i 目标状态信息存储单元 530, 用于存储目标 状态信息。
该目标状态信息存储单元 530可以存储对应不同应用需求的目标状态信 息，操作员可以根据不同应用需求选择适合当前发酵过程的目标状态信息供 比较单元 510进行比较； 并且， 也可以随时根据需要对目标状态信息进行更 新。
比较单元 510， 还用于从目标状态信息存储单元 530中获取目标状态信 息。
其中， 上述控制单元 520可以包括： 流加速度确定子单元 521和添加操 作子单元 522。
流加速度确定子单元 521 , 用于根据差异状况， 采用预先设定的、 使得 发酵罐中生物细胞状态信息收敛于目标状态信息的流加速度确定策略，确定 营养液流加速度， 并将该营养液流加速度发送给添加操作子单元 y 。
添加操作子单元 522 , 用于根据接收到的营养液流加速度向发酵罐添加 营养液。
另外， 控制单元 520还可以包括： 判断子单元 523, 用于接收流加速度 确定子单元 521发送的营养液流加速度， 判断该营养液流加速度是否在预设 的流加速度范围内， 如果是， 则将营养液流加速度发送给添加操作子单元 522; 否则， 将预设的目标营养液流加速度发送给添加操作子单元 523。 另外， 该控制单元 520还可以包括目标营养液流加速度存储单元 524 , 用于存储目标营养流加速度和流加速度范围，判断子单元 523可以从该目标 营养液流加速度存储单元 524中获取目标营养流加速度和流加速度范围。
目标营养液流加速度存储单元 524可以存储对应不同应用需求的目标营 养流加速度和流加速度范围，操作员可以根据不同应用需求选择适合当前发 酵过程的目标营养流加速度和流加速度范围供判断子单元 523进行判断； 并 且， 也可以随时根据需要对目标营养流加速度和流加速度范围进行更新。
由以上描述可以看出， 在本发明提供的方法和装置中， 从发酵罐中采集 生物细胞样本， 根据该生物细胞样本获取当前生物细胞的状态信息； 将当前 生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较，获得当前生物细胞的 状态信息与目标状态信息之间的差异状况； 根据获得的差异状况控制对发酵 罐中营养液的流加速度。从而实现了根据发酵过程中生物细胞的状态信息控 制生物发酵过程， 从而提高了发酵过程的一致性和产品质量。
并且， 该方法和装置无需人为进行复杂的数据分析， 可以通过一个闭环 反馈回路实时地对生物发酵过程进行控制， 不产生控制延迟， 且实现了生物 发酵过程中对细胞状态的自动控制。
更优地， 在本发明提供的方法和装置中， 可以对根据差异信息确定的营 养液流加速度进行进一步的判断， 即判断该确定的营养液流加速度是否在预 设的流加速度范围内， 如果是， 则采用该确定的营养液流加速度对发酵罐进 行营养液添加， 否则， 采用预设的目标营养液流加速度对发酵罐进行营养液 添加； 通过这种方式可以使得对发酵罐进行的营养液流加速度保持在可接受 的范围内， 从而防止控制装置中各种噪声或装置故障等造成的确定偏差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本 发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在 本发明保护的范围之内。

Claims (13)

  1. 权利要求
    1、 一种控制发酵过程的方法， 其特征在于， 该方法包括：
    A、 从发酵罐中采集生物细胞样本， 根据该生物细胞样本获得当前生物 细胞的状态信息；
    B、 将所述当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较， 获得当前生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异状况；
    C、 根据所述获得的差异状况控制所述发酵罐中的营养液流加速度。
  2. 2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 步骤 A中所述根据该生 物细胞样本获得当前生物细胞的状态信息包括：
    流式细胞仪从发酵罐中釆集生物细胞样本，根据该生物细胞样本输出包 含当前生物细胞状态信息的散点图。
  3. 3、 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述状态信息包括： 细胞浓度信息、 细胞大小信息、 细胞形态信息、 细胞结构信息、 细胞代谢状 况信息中的一种或任意组合。
  4. 4、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 步驟 B中所述将当前生 物细胞的状态信息与预设的目标状态信息进行比较包括： 将当前生物细胞的 状态信息散点图与预设的目标状态信息散点图进行比较。
  5. 5、 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 步骤 B中所述获得当前 生物细胞的状态信息与目标状态信息之间的差异状况包括：
    确定当前生物细胞的状态信息散点图的重心、 以及所述目标状态信息散 点图的重心；
    确定表征所述差异状况的向量，该向量起始于当前生物细胞状态信息散 点图的重心， 指向并终止于所述目标状态信息散点图的重心。
  6. 6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 C包括： 将表征所述差异状况的向量进行从向量到标量的转换；
    根据转换后得到的标量， 确定使得该标量最小化的营养液流加速度， 采 用该确定的营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液。
  7. 7、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步驟 C包括： 根据 所述获得的差异状况， 采用预先设定的流加速度确定策略， 确定营养液流加 速度， 采用该确定的营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液； 其中， 所述流加速度确定策略使得所述发酵罐中生物细胞状态 ^言息收敛 于所述目标状态信息。
  8. 8、 才 据权利要求 7所述的方法， 其特征在于， 所述流加速度确定策略 包括比例积分微分 PID策略、 模型预测控制策略、 模糊控制策略、 神经网络 控制策略。
  9. 9、 才艮据权利要求 6或 7所述的方法， 其特征在于， 在采用该确定的营 养液流加速度向所述发酵罐添加营养液之前还包括： 判断所述确定的营养液 流加速度是否在预设的流加速度范围内， 如果是， 则继续执行所述釆用该确 定的营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液的步骤； 否则， 采用预设的目 标营养液流加速度向所述发酵罐添加营养液。
  10. 10、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 执行所述步骤 C之后转 至执行所述步骤 A。
  11. 11、 一种控制发酵过程的装置， 其特征在于， 该装置包括： 状态信息获 取单元、 比较单元和控制单元；
    所述状态信息获取单元， 用于从发酵罐中采集生物细胞样本， 根据该生 物细胞样本获得当前生物细胞的状态信息；
    所述比较单元，用于将所述当前生物细胞的状态信息与预设的目标状态 信息进行比较， 获得当前生物细胞的状况信息与目标状态信息之间的差异状 况， 并将该差异状况提供给所述控制单元；
    所述控制单元，用于根据所述差异状况控制所述发酵罐中的营养液流加 速度。
  12. 12、 才艮据权利要求 11 所述的装置， 其特征在于， 所述状态信息获取单 元为流式细胞仪， 包括： 采集子单元、 流动室、 激光发生器和检波器； 所述采集子单元， 用于从发酵罐中采集生物细胞样本， 并将该生物细胞 样本注入流动室中鞘液的中部；
    所述流动室， 用于通过鞘液的约束使所述样本中的生物细胞排列成单列 并形成细胞束；
    所述激光发生器， 用于产生激光并激发所述细胞束产生光信息； 所述检波器， 用于从所述光信息中获得当前生物细胞的状态信息。 13、 根据权利要求 11 所述的装置， 其特征在于， 该装置还包括： 目标 状态信息存储单元， 用于存储目标状态信息； 所述比较单元，还用于从所述目标状态信息存储单元中获取所述目标状 态信息。
  13. 14、 根据权利要求 11所述的装置， 其特征在于， 所述控制单元包括： 流加速度确定子单元和添加操作子单元；
    所述流加速度确定子单元， 用于根据所述差异状况， 采用预先设定的、 使得所述发酵罐中生物细胞状态信息收敛于所述目标状态信息的流加速度 确定策略， 确定营养液流加速度， 并将该营养液流加速度发送给所述添加操 作子单元；
    所述添加操作子单元， 用于根据接收到的营养液流加速度向所述发酵罐 添加营养液。
    15、 根据权利要求 14所述的装置， 其特征在于， 所述控制单元还包括： 判断子单元， 用于接收所述流加速度确定子单元发送的营养液流加速度， 判 断该营养液流加速度是否在预设的流加速度范围内， 如果是， 则将所述营养 液流加速度发送给所述添加操作子单元;.否则， 将预设的目标营养液流加速 度发送给所述添加操作子单元。
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