CN105441306A - 一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种细胞冷冻前细胞换液自动化一体机

技术领域

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。

背景技术

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：

1)、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。

发明内容

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发明作进一步详细说明。

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X轴和Y轴方向同时移动。在具体的实施例中，平动驱动机构可以是液压驱动、气压驱动、电机驱动或者是其它能够使得换液平台20相对于输液模块10水平移动的驱动方式。

在一种具体的实施例中，换液平台20相对于输液模块10沿X轴和Y轴方向的移动可以由同一平动驱动机构来驱动。在另一实施例中，平动驱动机构也可以进一步包括X轴驱动机构31和Y轴驱动机构32来分别驱动换液平台20的水平移动，其中，X轴驱动机构31用于驱动所述换液平台20相对于所述输液模块10沿X方向移动，Y轴驱动机构32用于驱动所述换液平台20相对于所述输液模块10沿Y方向移动。需要说明的是，X轴驱动机构31和Y轴驱动机构32可以是液压驱动、气压驱动、电机驱动或者是能够使得换液平台20沿上述方向移动的其它驱动方式。

由于各注射器11提供的冷冻试剂浓度不同，并且优选依浓度的大小顺序排布在固定架上，例如沿X轴方向依次排布。而每个换液容器21需要接收不同浓度的冷冻试剂，因此，对于每个换液容器21，可以优选由平动驱动机构驱动顺序移动至各注射器11的下方接收各注射11注射的试剂。需要说明的是，每个换液容器21应按照各注射器11所提供试剂浓度的大小由小到大顺序移动至各注射器11的下方。在一种具体实施例中，对于每个换液容器21，当其接收某一注射器11注射的试剂后，在经预定的时间后方可移动至下一个注射器11下方，接收下一浓度梯度的试剂，该预定的时间可以根据经验或者理论推导来确定。

换液容器21优选为微流控芯片，请参考图2，微流控芯片包括：细胞浸泡区A、试剂铺展区B和废液排放区C。其中，细胞浸泡区A用于为待冷冻细胞提供培养场所，细胞浸泡区A随换液平台20顺序移动至各注射器11下方，接收各注射器11注射的试剂，以实现对待冷冻细胞的换液培养。试剂铺展区B用于铺展细胞浸泡区A流入的细胞和试剂。废液排放区C为限位沟道结构，用于排放试剂铺展区B流入的试剂并限位细胞，防止细胞随被试剂被排出，在细胞被限位在废液排放区C时，便可对该区的细胞进行捕获。在一种具体的实施例中，在一次某一浓度试剂的换液过程中，可以通过旋转微流控芯片以实现试剂(或者和细胞)从细胞浸泡区A依次向试剂铺展区B和废液排放区C流过。因此，在优选的实施例中，该细胞换液培养机构还包括旋转驱动机构33，旋转驱动机构33用于驱动换液平台20旋转，以使得细胞浸泡区A中的细胞和试剂依次流向试剂铺展区B和废液排放区C。当一次某一浓度换液过程中，废液排放区C中的细胞被捕获时，转驱动机构33便可以驱动微流控芯片反向转动归位，进行下一浓度的冷冻试剂换液培养。

本实施例公开的细胞换液培养机构，通过设置多个换液容器和多个盛放不同浓度冷冻试剂的注射器，从而实现了多个独立的换液容器中细胞的换液培养。此外，换液平台和输液模块都配置有驱动机构，为实现待冷冻细胞的自动换液培养提供了可行性。

实施例二：

本实施例公开了一种用于上述实施例细胞换液培养机构的控制电路，控制电路用于控制细胞换液培养机构自动换液。请参考图3，为本实施例公开的细胞换液培养机构控制电路结构示意图，该控制电路包括：平动驱动模块100、处理器200和位移采集模块300。其中，

位移采集模块300用于采集换液平台的水平位移。在一种具体实施例中，可以通过直线位移传感器来采集换液平台的水平位移，水平位移包括X轴方向的位移和Y轴方向的位移。在一种具体实施例中，可以将直线位移传感器直接安装在采集换液平台上，位移采集模块300可以直接采集换液平台的水平位移；在另一具体实施例中，也可以在平动驱动机构的动力源(例如电机)上安装传感器，位移采集模块300通过采集平动驱动机构上的传感器传来的信号转换为换液平台水平位移及其移动的方向。位移采集模块300与处理器200信号连接，位移采集模块300将采集的水平位移信息输入给处理器200。

平动驱动模块100的信号输入端耦合至处理器200，平动驱动模块100的信号输出端用于耦合至平动驱动机构。平动驱动模块100的输出信号可以是模拟电压信号，也可以是脉冲信号等。以平动驱动机构的动力源为电机为例，平动驱动模块100的输出信号则可以是PWM波信号，通过调整PWM波的占空比来实现对平动驱动机构的移动位移和速度的控制。需要说明的是，在优选的实施例中，位移采集模块300和平动驱动模块100之间还可以耦合光电隔离模块，以使得平动驱动模块100能够隔离干扰信号。

处理器200根据水平位移信息和预设的目标位移向平动驱动模块100输入平动指令，平动驱动模块100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。需要说明的是，在一具体实施中，水平驱动信号中还应包括平动驱动机构应当移动的方向的信息，从而驱动平动驱动机构向该方向移动。在另一种具体实施例中，处理器200还可以向驱动模块100输入用于表征平动驱动机构移动速度大小的调速指令，驱动模块100响应调速指令输出相应电信号的大小以控制平动驱动机构移动速度的大小。在本实施例中，处理器200可以是单片机、ARM芯片或FPGA等，优选低功耗芯片。

在具体的实施例中，该控制电路还包括输液驱动模块400；输液驱动模块400的信号输入端耦合至处理器200，输液驱动模块400的信号输出端耦合至各注射器的驱动机构。当换液平台上的换液容器移动至注射器下方时，处理器200向输液驱动模块400发出注射指令，输液驱动模块400响应处理器200的注射指令，向该换液容器对应注射器的驱动机构提供用于表征驱动该注射器注射操作的注射驱动信号。当然，在其它实施例中，处理器200还可以向输液驱动模块400发出吸拭指令，输液驱动模块400响应处理器200的吸拭指令，向注射器的驱动机构提供用于表征驱动该注射器吸拭操作的吸拭驱动信号。需要说明的是，各换液容器的驱动机构可以分别由不同的输液驱动模块400控制，也可以共用一个输液驱动模块400。当各换液容器的驱动机构共用一个输液驱动模块400时，输液驱动模块400应当有多条信号输出通道，各输出通道分别与各各换液容器的驱动机构一一对应分别控制。需要说明的是，在优选的实施例中，吸拭/注射驱动信号还可以包括表征吸拭/注射试剂的量和/或吸拭/注射速度大小。

在优选的实施例中，为了实现换液平台的旋转，该控制电路还包括旋转驱动模块510和角度采集模块520。其中，角度采集模块520耦合至处理器，角度采集模块520用于采集换液平台的角度，并将采集的角度信息输入给处理器200。旋转驱动模块510的信号输入端耦合至处理器200，其信号输出端用于耦合至旋转驱动机构。处理器200根据角度信息和预设的目标角度向旋转驱动模块510输入旋转指令，旋转驱动模块510响应旋转指令向旋转驱动机构输入用于表征驱动换液平台旋转的旋转驱动信号，以使得旋转驱动机构将换液平台旋转到预定的角度。需要说明的是，在优选的实施例中，旋转驱动信号还可以包括表征旋转驱动机构旋转速度的大小。

在细胞换液培养过程中，细胞应处于合适的温湿度环境中。因此，在优选的实施例中，该控制电路还可以包括：温湿度采集模块610和报警模块620，从而实现对细胞换液培养环境的温湿度监控。其中，温湿度采集模块610的信号输出端耦合至处理器200，温湿度采集模块610用于采集细胞换液环境的温湿度(温度和湿度)，并将采集的温湿度信息输出给处理器200。报警模块620的信号输入端耦合至处理器200，处理器200判断采集的温湿度的值是否在预设范围内，如果不在预设范围内，则触发报警模块620发出报警信号。在一种具体实施例中，可以分别为温度和湿度设置临界值，以温度为例进行说明，可以设置适宜细胞换液培养环境温度的第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值小于第二阈值。当采集的温度值小于第一阈值时，则说明当前环境温度过低，当采集的温度值大于第二阈值时，则说明当前环境温度过高，则处理器200触发报警模块620发出报警信号，报警方式可以是蜂鸣器的蜂鸣报警，也可以是闪烁灯报警，或者显示屏的文字、图像等能够提示用户的报警。在优选的实施例中，报警模块620还可以与各驱动模块(如平动驱动模块、旋转驱动模块和输液驱动模块等)耦合，当出现温湿度不在预设范围内时，报警模块620还可以向各驱动模块发出紧急制动的指令，以停止换液。

需要说明的是，为了便于用户直观地查看换液培养各项数据，在优选的实施例中，该控制电路还可以包括显示模块，显示模块与处理器耦合，用于显示处理器所接收的数据，例如温湿度采集模块610所采集的温湿度信息、角度采集模块520所采集的角度信息、位移采集模块300所采集的位移信息等。显示模块可以是普通的液晶显示，在优选的实施例中，采用LCD触摸屏或者电容屏显示。显示的方式可以为文字、曲线和/或表格等。显示模块可以自动显示，也可以通过触摸或者按钮的方式人工选择用户感兴趣的数据。

在优选的实施例中，还可以包括交互模块700，交互模块700与所述处理器200耦合，用于与处理器进行信息交互。在一种具体实施例中，可以通过键盘或按键实现与处理器的交互，也可以利用终端与处理器进行交互，在优选的实施例中，还可以通过触摸屏或者电容屏与交互模块700耦合，实现交互。利用交互模块700，可以通过处理器200向各驱动模块发出启动指令，处理器也可以通过交互模块700将各采集模块所采集的信息发送至外界设备。

需要说明的是，在优选的实施例中，处理器200选用低功耗的芯片，输出的高电压通常为3.3V。驱动机构的动力源常优选步进电机，而一般而言，步进电机的高电平信号要求为5V，此外，隔离信号的高电平信号也要求为5V。因此，在优选的实施例中，该控制电路还包括幅值转换模块，幅值转换模块的信号输入端耦合至高电平幅值为3.3V的信号输出端，幅值转换模块的信号输出端耦合至高电平幅值为5V的信号输入端，用于将幅值为3.3V的高电平信号转换为幅值为5V的高电平信号。以幅值转换模块为LVC16T245芯片为例进行说明，请参考图4，LVC16T245芯片可将最大幅值为3.3V的信号转换为幅值为5V的信号，同时转换频率能够达到较高的要求。图4中，PA0、PA8、PA6、PA7、PA1为高电平幅值为3.3V的信号输入端；右侧的1A1、1A2、1A3、1A4、1A5为转换后的电平幅值为5V的信号输出端，可作为驱动机构动力源的驱动信号。其中PA0、PA8可以分别为X轴驱动机构(譬如动力源为电机)的驱动信号(譬如电机的转速)、方向(譬如电机的转动方向)信号；PA6、PA7分别为Y轴驱动机构(譬如动力源为电机)的驱动信号(譬如电机的转速)、方向(譬如电机的转动方向)信号；PA1则可作为平动驱动模块的光电隔离信号，使得平动驱动模块能够隔离干扰信号。

对于每一个换液容器中细胞换液培养的过程，请参考图5，为该细胞换液培养控制电路的工作流程图，其过程如下：

步骤S100，处理器获取用于表征启动换液的启动信号。在一种具体的实施例中，该启动信号可以通过按键的方式触发。需要说明的是，该启动信号优选包含了该换液容器预设的目标位移。譬如，第一次换液时的目标位移为第一位移，下一浓度试剂换液的目标位移为第二位移等等。

步骤S200，位移采集模块采集换液平台的水平位移。处理器根据步骤S100获取的启动信号触发位移采集模块开始采集换液平台的水平位移。其中，水平位移包括X轴方向的位移和Y轴方向的位移。

步骤S300，位移采集模块将采集的水平位移信息发送给处理器。

步骤S400，处理器发出平动指令。处理器根据换液平台的水平位移和预设的目标位移向平动驱动模块输入平动指令。

步骤S500，平动驱动模块发出水平驱动信号。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。平动驱动模块发出的水平驱动信号应使得换液平台向预设的目标位移靠近移动。

步骤S600，位移采集模块采集换液平台的水平位移并发送给处理器。

步骤S700，处理器判断换液平台是否移动至预设的目标位移。处理器判断步骤S600采集的水平位移是否达到预设的目标位移。如果达到预设的目标位移，则执行步骤S810；否则返回执行步骤S400。

步骤S810，延时等待。各模块挂起等待预设时长。

步骤S820，下一浓度梯度换液。经预设时长的等待后，处理器获取下一个浓度梯度的换液启动信号，并重复执行步骤S400至步骤S700。需要说明的是，此时，预设的目标位移也应更新。

需要说明的是，在优选的实施例中，在步骤S200和步骤S600之后还可以包括：处理器启动交互模块以向外界设备发送位移采集模块采集的水平位移信息。

需要说明的是，在步骤S810和步骤S820之间，还应包括：处理器向旋转驱动模块发出用于表征旋转换液平台的旋转指令；旋转驱动模块根据旋转指令发出驱动换液平台旋转的旋转驱动信号；角度采集模块采集换液平台的角度并反馈给处理器以需调整旋转的角度。其自动控制过程可参见上文，在此不再赘述。需要说明的是，在优选的实施例中，处理器还可以启动交互模块以向外界设备发送角度采集模块采集的角度信息。

需要说明的是，在优选的实施例中，处理器还可以启动交互模块以向外界设备发送温湿度采集模块采集的温湿度信息。

根据本实施例公开的细胞换液培养机构的控制电路，处理器利用各采集模块采集的位置和/或角度信息，控制相应的驱动模块输出驱动信号，以驱动驱动机构执行相应的操作，实现了待冷冻细胞的自动化换液培养。此外，通过温湿度采集模块采集待冷冻细胞换液培养环境的温湿度，为后期分析和评价带来了便利，同时也能够防止待冷冻细胞因温湿度不宜的因素而损坏。

实施例三：

本实施例公开了一种用于细胞换液自动化一体机的控制系统，请参考图6，包括上述实施例的控制电路和终端，终端与交互模块700信号连接，用于与控制电路交互。其中，终端可以是计算机(PC)、工业计算机(IPC)、移动终端等。终端与交互模块700的信号连接方式可以是有线连接，也可以是无线连接；建立交互的方式可以是手动建立，也可以自动建立。

处理器200可以主动或者根据终端的请求，通过交互模块700向终端发送控制电路所采集的数据信息。数据信息包括：细胞换液培养环境的温湿度信息、换液平台的角度信息、换液平台的位移(如X轴方向、Y轴方向和/或Z轴方向的位移)信息等。

终端可以主动或者根据处理器200发送的相关指令接收交互模块700所发送的数据信息。终端可以动态显示接收的数据信息，显示方式可以是表格的形式，也可以是文字的形式，还可以是曲线显示等。在优选的实施例中，终端还可以通过其存储器存储接收的数据信息。当然，在优选的实施例中，还可以记录细胞换液培养的时间等信息。

在优选的实施例中，终端也可以向控制电路发送相关的控制操作指令。譬如，终端可以向处理器200发送启动换液培养的指令，处理器200根据该指令启动平动驱动模块100、位移采集模块300、输液驱动模块400、旋转驱动模块510和/或角度采集模块520等进行相应的工作。譬如，终端可以向处理器200发送停止换液培养的指令，处理器200根据该指令制动各模块。譬如，终端可以向处理器200发送相关模块的调速指令，处理器200根据该指令控制相关模块输出与速度相适应的驱动信号。以平动驱动机构的动力源为电机为例进行说明，终端可以采用S形曲线算法、梯形加减速算法或指数型加减速算法等算法优化电机速度的变化方式，并通过处理器200来控制电机速度的变化方式，使电机运行更加平稳、精确。

当然，在优选的实施例中，终端也可以利用LabVIEW、VC或者VB等编写相关的上位机界面，利用上位机界面实现与控制电路的友好的交互。

请参考图7，为本实施例终端上位机界面的示例，包括：

波形曲线显示区域1，即采用不同的曲线显示换液平台的Y轴位移，及换液环境的温度、湿度的变化。

任务控制区域2，包括控制按钮，譬如OepenCOM可用来打开串口，ClearData用来清除数据，PlayBack可以用来过程回放，EXIT可以用来退出系统等。

临时数据存储与显示区域3，可以采用表格的形式将温湿度、位移及时间等信息保存起来，便于临时查看数据，同时后台程序可以在计算机硬盘上建立表格将这些信息完全保存起来。

本实施例公开的细胞换液培养的控制系统，实现了终端与控制电路之间的信息交互，也便于终端存储和分析待冷冻细胞换液培养过程中的数据和信息。也能够实现对细胞换液培养过程的远程控制。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一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。

2.如权利要求1所述的细胞换液自动化一体机，其特征在于，所述平动驱动机构驱动每个换液容器(21)顺序移动至各注射器(11)的下方接收各注射(11)注射的试剂。

3.如权利要求1所述的细胞换液自动化一体机，其特征在于，所述平动驱动机构包括：

X轴驱动机构(31)，用于驱动所述换液平台(20)相对于所述输液模块(10)沿X方向移动；

Y轴驱动机构(32)，用于驱动所述换液平台(20)相对于所述输液模块(10)沿Y方向移动。

4.如权利要求1所述的细胞换液自动化一体机，其特征在于，还包括：输液驱动机构(40)；

所述输液驱动机构(40)用于驱动各注射器(11)吸拭和/或注射试剂。

5.如权利要求1-4任意一项所述的细胞换液自动化一体机，其特征在于，还包括旋转驱动机构(33)；

所述换液容器(21)为微流控芯片；所述微流控芯片包括：

细胞浸泡区(A)，用于为待冷冻细胞提供培养场所，所述细胞浸泡区(A)随换液平台(20)顺序移动至各注射器(11)下方，接收各注射器(11)注射的试剂；

试剂铺展区(B)，用于铺展细胞浸泡区(A)流入的细胞和试剂；

废液排放区(C)，所述废液排放区(C)为限位沟道结构；用于排放试剂铺展区(B)流入的试剂并限位细胞；

所述旋转驱动机构(33)用于驱动所述换液平台(20)旋转，以使得细胞浸泡区(A)中的细胞和试剂依次流向所述试剂铺展区(B)和所述废液排放区(C)。

6.一种用于如权利要求1-5任意一项所述的细胞换液自动化一体机的控制电路，其特征在于，包括：平动驱动模块(100)、处理器(200)、位移采集模块(300)；

所述位移采集模块(300)用于采集换液平台的水平位移；

所述位移采集模块(300)与所述处理器(200)信号连接，所述位移采集模块(300)将采集的水平位移信息输入给处理器(200)；

所述平动驱动模块(100)的信号输入端耦合至所述处理器(200)，所述平动驱动模块(100)的信号输出端用于耦合至所述平动驱动机构；

所述处理器(200)根据所述水平位移信息和预设的目标位移向所述平动驱动模块(100)输入平动指令；所述平动驱动模块(100)响应所述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。

7.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，还包括：输液驱动模块(400)；

所述输液驱动模块(400)的信号输入端耦合至所述处理器(200)，所述输液驱动模块(400)的信号输出端耦合至各注射器的驱动机构；

所述输液驱动模块(400)响应所述处理器(200)的吸拭和/或注射指令，向各注射器的驱动机构提供用于表征驱动各注射器吸拭和/或注射操作的吸拭和/或注射驱动信号。

8.如权利要求6所述的控制电路，其特征在于，还包括：旋转驱动模块(510)和角度采集模块(520)；

所述角度采集模块(520)耦合至所述处理器；

所述角度采集模块(520)用于采集换液平台的角度，并将采集的角度信息输入给处理器；

所述旋转驱动模块(510)的信号输入端耦合至所述处理器；所述旋转驱动模块(510)的信号输出端用于耦合至旋转驱动机构；

所述处理器根据所述角度信息和预设的目标角度向所述旋转驱动模块(510)输入旋转指令；所述旋转驱动模块(510)响应所述旋转指令向旋转驱动机构输入用于表征驱动换液平台旋转的旋转驱动信号。

9.如权利要求6-8任意一项所述的控制电路，其特征在于，还包括：温湿度采集模块(610)和报警模块(620)；

温湿度采集模块(610)的信号输出端耦合至处理器(200)，温湿度采集模块(610)用于采集细胞换液环境的温湿度，并将采集的温湿度信息输出给处理器(200)；

报警模块(620)的信号输入端耦合至处理器(200)，处理器(200)判断采集的温湿度的值是否在预设范围内，如果不在预设范围内，则触发报警模块(620)发出报警信号。

10.一种用于如权利要求1-5任意一项所述的细胞换液自动化一体机的控制系统，其特征在于，包括：

如权利要求6-9任意一项所述的控制电路；

所述控制电路还包括：与所述处理器耦合的交互模块(700)，所述交互模块(700)用于与处理器进行交互；

终端，所述终端与所述交互模块(700)信号连接，用于与所述控制电路交互。