CN112457984A - 细胞表型控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种细胞表型控制装置，包括：细胞培养板，具有用于放置培养细胞的多个微孔；光源构件，与所述细胞培养板相对设置，所述光源构件具有相互扣接的光源板和聚光板，所述光源板上设有多个光源，所述聚光板上设有多个聚光孔，各所述光源通过各所述聚光孔与各所述微孔相对应；光源控制盒，套设在所述光源构件外并与所述细胞培养板相连，所述光源控制盒内安装有控制板，所述控制板上设有相连接的主控芯片和无线通讯模块，所述无线通讯模块用于接收与各所述光源分别对应的信号数据，并通过所述主控芯片传输至多个所述光源。本发明的细胞表型控制装置，可实现对细胞培养板上的各个微孔之间光照的独立性和光照集聚的目的。

Description

细胞表型控制装置

技术领域

本发明涉及培养箱技术领域，尤其涉及一种细胞表型控制装置。

背景技术

光遗传学(optogenetics)是一项整合了光学、软件控制、基因操作技术等多学科交叉的技术。通过将受到光照调控的基因线路导入细胞或者细菌，给予不同的光照环境，人们获得了对细胞生理状态及基因表达的高时间分辨率的调控。这一技术在科学研究与生产制造中获得广泛应用。

光遗传学的传统实验方法是在培养箱内设置一些特定波长的光源，这样的实验方法只能给予培养箱内的培养体系相同的光照条件。然而研究人员在设计研究相关的光敏基因调控时，往往需要同时测试大量的不同菌种；或者，研究人员需要为光敏菌种测试不同的光调控强度、光调控曲线。

现有技术主要是针对大体积细胞培养箱中细胞培养过程中光照进行控制的设计，这样的设计只能给予同一块细胞培养板上的所有微孔同样的光照环境，不能实现同一细胞培养板上同时对各个独立微孔进行彼此独立的高通量光遗传学测试。

因此非常迫切需要一种仪器装置能够同时做大量彼此独立的光遗传学测试。这对提升光遗传学基因线路的开发效率以及研究光敏基因的基本原理有着重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种细胞表型控制装置，可实现对细胞培养板上的各个微孔之间光照的独立性和光照集聚的目的。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种细胞表型控制装置，所述细胞表型控制装置包括：

细胞培养板，具有用于放置培养细胞的多个微孔；

光源构件，与所述细胞培养板相对设置，所述光源构件具有相互扣接的光源板和聚光板，所述光源板上设有多个光源，所述聚光板上设有多个聚光孔，各所述光源通过各所述聚光孔与各所述微孔相对应；

光源控制盒，套设在所述光源构件外并与所述细胞培养板相连，所述光源控制盒内安装有控制板，所述控制板上设有相连接的主控芯片和无线通讯模块，所述无线通讯模块用于接收与各所述光源分别对应的信号数据，并通过所述主控芯片传输至多个所述光源。

在本发明的实施方式中，所述光源板设置在所述细胞培养板的上方，所述光源控制盒通过中接板与所述细胞培养板相连，所述聚光板位于所述光源板与所述中接板之间。

在本发明的实施方式中，所述中接板具有外周壁以及连接在所述外周壁的内侧的多孔板，位于所述多孔板的一侧的所述外周壁与所述细胞培养板的外周壁套接相连，位于所述多孔板的另一侧的所述外周壁与所述多孔板的另一侧之间设有多个第一卡扣筋，所述光源控制盒的周壁上设有多个卡扣槽，所述第一卡扣筋能插设在所述卡扣槽内。

在本发明的实施方式中，所述光源板设置在所述细胞培养板的下方，所述细胞培养板扣接在所述光源控制盒的上方，所述聚光板位于所述光源板与所述细胞培养板之间。

在本发明的实施方式中，所述光源控制盒的周壁上设有多个卡扣槽，所述细胞培养板的底部设有多个第二卡扣筋，所述第二卡扣筋能插设在所述卡扣槽内。

在本发明的实施方式中，所述光源板与所述聚光板之间设有定位结构。

在本发明的实施方式中，所述定位结构为设置在所述聚光板上的定位柱、以及设置在所述光源板上的定位孔，所述定位柱插入所述定位孔内。

在本发明的实施方式中，所述光源板上开设有第一防呆孔，所述聚光板上开设有第二防呆孔，在所述光源板与所述聚光板扣合的状态下，所述第一防呆孔和所述第二防呆孔相对连通。

在本发明的实施方式中，所述聚光孔内设有聚光镜片。

在本发明的实施方式中，所述光源控制盒内设有电池，所述电池与所述控制板电连接，所述控制板上设有用于控制所述电池供电的轻触开关、以及用于显示所述电池的电量的电量表。

在本发明的实施方式中，所述控制板上还设有用于向所述电池充电的充电接口，所述电池粘接固定在所述光源控制盒的底壁上。

在本发明的实施方式中，所述电池通过锁固结构可拆卸地连接在所述光源控制盒内，所述锁固结构包括：

至少一个第一锁扣件，设置在所述电池上，所述第一锁扣件具有能开合设置的两个滑块；

弹板，能移动地设置在所述光源控制盒内，所述弹板的一侧设有至少一个第一锁头，所述第一锁头能插入所述第一锁扣件的两个所述滑块之间，所述弹板的另一侧设有第二锁头；

第二锁扣件，固定在所述光源控制盒内，所述第二锁头能弹性地锁扣于所述第二锁扣件。

在本发明的实施方式中，所述第二锁扣件具有壳体以及弹性地伸出或缩回所述壳体内的两个锁爪，所述第二锁头能插入两个所述锁爪之间，并锁接于所述壳体内。

在本发明的实施方式中，所述弹板的另一侧设有至少一个滑动柱，所述滑动柱上套设有弹簧。

在本发明的实施方式中，所述光源控制盒的底壁上设有能卡接所述电池的限位筋，和/或，所述光源控制盒上开设有能使所述电池插入所述光源控制盒内的电池仓口。

在本发明的实施方式中，在所述电池置入所述光源控制盒内的状态下，所述电池上套设有电池罩，所述电池罩与所述限位筋相连。

在本发明的实施方式中，所述光源为LED灯珠，所述LED灯珠的选型范围为WS2812、WS2813、WS2812B、SK6812、SK6813、SK6822、SK6815、PLK6812或PLK6815B内置芯片的贴片LED灯珠。

在本发明的实施方式中，多个所述LED灯珠串联相连，并与所述信号总线电连接。

在本发明的实施方式中，所述主控芯片为MCU微控制芯片。

在本发明的实施方式中，所述主控芯片与所述无线通讯模块集成在一起组成微控制器，所述微控制器为MCU微控制器。

在本发明的实施方式中，所述无线通讯模块为蓝牙模块、射频模块、WI-FI模块或ZigBee通信模块，所述蓝牙模块、射频模块、WI-FI模块或ZigBee通信模块用于接收无线通信终端传输的各所述光源的信号数据。

在本发明的实施方式中，所述光源控制盒的底部尺寸与所述细胞培养板的底部尺寸相同。

本发明的特点及优点是：

一、本发明的细胞表型控制装置，采用与细胞培养板上的多个微孔相匹配的多个光源，并通过聚光板上的多个聚光孔，实现对各光源进行聚光并与各微孔一一对应，也即，每个微孔通过一个聚光孔与一个光源相对，实现对各个微孔光照的独立性、以及光照集聚的目的；另外，通过设置在控制板上的主控芯片和无线通讯模块，以实现对接收的与各光源分别对应的信号数据，传输至各光源的目的，从而可对细胞培养板上的单一微孔的光照调节进行独立控制。本发明可实现在同一细胞培养板上同时对各个独立的微孔进行彼此独立的高通量光遗传学测试，为加快高通量的光遗传学研究速度提供基础。相对于现有技术，本发明能够很好的解决生物学中大量彼此独立的高通量光遗传学测试的问题，其整体结构简单，适用性广，实际操作方便，对提升高通量光遗传学基因线路的开发效率以及研究光敏基因的基本原理有着重大意义。

二、本发明的细胞表型控制装置，采用了内置电池式和可更换电池式两种设计，能满足实际使用中的不同需求，以使本发明具备良好的独立性和可移动性。

三、本发明的细胞表型控制装置，通过设计中接板，很好的解决了实际细胞培养过程中，对不同形式的细胞培养板、不同光照方式的要求的问题；对于底部不透明或底部透明的两种细胞培养板，均可利用中接板，使光源控制盒放置在细胞培养板的上方，从而对各微孔的光照条件进行调控；其中，针对底部透明的细胞培养板来说，还可直接放置在光学显微镜下，从细胞培养板的底部时刻观察细胞培养情况。

四、本发明的细胞表型控制装置，照射至细胞培养板上的各个微孔，随时间变化的光强信号数据，通过无线通信终端以固定的间隔发送，本发明能够通过无线通讯的方式与无线通信终端交互，根据实验在任意时间需求改变各光源的光强，以对细胞培养板的各微孔的光照条件进行独立控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的细胞表型控制装置的一实施例的爆炸结构示意图。

图2为本发明的细胞表型控制装置的另一实施例的爆炸结构示意图。

图3为本发明的细胞表型控制装置的控制板与多个光源相连的结构示意图。

图4为本发明的细胞培养板的俯视立体图。

图5为本发明的细胞培养板的仰视立体图。

图6为本发明的光源板的立体图。

图7为本发明的聚光板的仰视立体图。

图8为本发明的聚光板的侧视图。

图9为图8中的A-A向剖面的局部放大图。

图10为本发明的光源控制盒的立体图。

图11为本发明的光源控制盒内安装控制板和电池的立体图。

图12为本发明的光源控制盒内安装有可拆卸式电池的立体图。

图13为本发明的电池上设有第一锁扣件的立体图。

图14为本发明的第一锁扣件的俯视剖面图。

图15为本发明的第一锁扣件的侧视剖面图。

图16为本发明的弹板的立体图一。

图17为本发明的弹板的立体图二。

图18为本发明的光源控制盒的俯视图，其内设置有相卡接的电池以及弹板。

图19为本发明的第二锁扣件的立体图。

图20为本发明的中接板的俯视立体图。

图21为本发明的中接板的仰视立体图。

附图标记与说明：

1、细胞培养板；11、微孔；111、开口；12、底壁；13、周壁；131、上侧外壁；132、下侧外壁；14、第二卡扣筋；2、光源构件；21、光源板；211、光源；212、光源板体；213、定位孔；214、第一防呆孔；215、第一连接孔；22、聚光板；221、聚光孔；222、聚光板体；223、聚光管；224、定位柱；225、第二防呆孔；226、聚光镜片；227、安装孔；228、第二连接孔；23、定位结构；3、光源控制盒；31、控制板；311、主控芯片；312、无线通讯模块；313、螺钉；314、轻触开关；315、充电接口；316、电量表；317、信号总线；32、周壁；321、开口；322、卡扣槽；33、底壁；331、限位板；332、开关孔；333、电量显示孔；334、充电孔；335、电池仓口；34、连接螺柱；341、螺纹孔；35、螺柱；36、弹板；361、第一锁头；362、第二锁头；363、接线端子；364、滑动柱；365、弹簧；366、挡圈；37、第二锁扣件；371、壳体；372、锁扣爪；38、固定板；381、穿孔；39、固定板；4、中接板；41、外周壁；42、多孔板；421、通孔；422、第一卡扣筋；43、防呆结构；5、电池；51、电池罩；52、第一锁扣件；521、滑块；522、锁扣架；523、弹簧；53、接线插孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，“至少一个”的含义是一个或一个以上。

如图1至图3所示，本发明提供了一种细胞表型控制装置，其包括细胞培养板1、光源构件2和光源控制盒3，其中：细胞培养板1具有用于放置培养细胞的多个微孔11；光源构件2与所述细胞培养板1相对设置，所述光源构件2具有相互扣接的光源板21和聚光板22，所述光源板21上设有多个光源211，所述聚光板22上设有多个聚光孔221，各所述光源211通过各所述聚光孔221与各所述微孔11相对应；光源控制盒3套设在所述光源构件2外并与所述细胞培养板1相连，所述光源控制盒3内安装有控制板31，所述控制板31上设有相连接的主控芯片311和无线通讯模块312，所述无线通讯模块312用于接收与各所述光源211分别对应的信号数据，并通过所述主控芯片311传输至多个所述光源211。

本发明的细胞表型控制装置，采用与细胞培养板1上的多个微孔11相匹配的多个光源211，并通过聚光板22上的多个聚光孔221，实现对各光源211进行聚光并与各微孔11一一对应，也即，每个微孔11通过一个聚光孔221与一个光源211相对，实现对各个微孔11光照的独立性、以及光照集聚的目的；另外，通过设置在控制板31上的主控芯片311和无线通讯模块312，以实现对接收的与各光源211分别对应的信号数据，传输至各光源211的目的，从而可对细胞培养板1上的单一微孔11的光照调节进行独立控制。本发明可实现在同一细胞培养板1上同时对各个独立的微孔11进行彼此独立的高通量光遗传学测试，为加快高通量的光遗传学研究速度提供基础。相对于现有技术，本发明能够很好的解决生物学中大量彼此独立的高通量光遗传学测试的问题，其整体结构简单，适用性广，实际操作方便，对提升高通量光遗传学基因线路的开发效率以及研究光敏基因的基本原理有着重大意义。

具体的，如图4和图5所示，细胞培养板1为进行细胞培养的通用培养板，其大体呈长方体形，该细胞培养板1具有周壁13和连接在周壁13下方的底壁12，周壁13与底壁12围设形成的空间内设有相互独立的多个微孔11，例如，该细胞培养板1为现有技术已知的96孔细胞培养板，也即在细胞培养板上设有96个微孔11，当然，本发明并不以此为限，在实际应用中可根据需要设定微孔11的数量。在本实施例中，细胞培养板1的底壁12可为透明底板，也可为非透明底板，光源板21上的各光源211可从各微孔11的开口111处向底壁12的方向照射，或者各光源211也可从各微孔11的底壁12向开口111的方向照射。

如图6所示，光源板21大体呈长方形板状，其由光源板体212和设置在光源板体212上的多个光源211组成，在本实施例中，光源211为LED灯珠，该LED灯珠的选型范围为WS2812、WS2813、WS2812B、SK6812、SK6813、SK6822、SK6815、PLK6812或PLK6815B内置芯片(Integrated Circuit Chip，IC)的贴片LED灯珠；请配合参阅图3，光源板体212上的多个光源211串联相连，也即前一LED灯珠的输出端(DO)与后一LED灯珠的输入端(DI)电连接，依次串接成LED灯珠串后布置在光源板体212上，各LED灯珠的数量和位置与细胞培养板1上的各微孔11的数量和位置相对应，使得每个微孔11与一个光源211相对，通过对每个光源211传输不同的光照波长和不同的光照时长，可实现对各微孔11内的光照时长和光照波长能够进行单独控制的目的。

进一步的，本实施例的贴片LED灯珠集成了红绿蓝三色发光与控制芯片，其优点是可以将它们的信号线的输入端与输出端彼此串联相连，并通过信号总线317依次发送第1颗LED灯珠到第n颗LED灯珠的三色光强控制信号，完成控制信号的传输。

在本实施例中，控制板31上的主控芯片311可为MCU微控制芯片，或者在其它的实施例中，该主控芯片311与无线通讯模块312集成组成微控制器，例如可为集成了无线射频模块的MCU微控制器，其型号为nRF52832。使用时，采用无线通信终端，例如包括但不限于个人计算机、智能手机或平板电脑等，通过无线传输的方式，将各光源211对应的信号数据传送给控制板31上的无线通讯模块312，该无线通讯模块312例如可为蓝牙模块、射频模块、WI-FI模块或ZigBee通信模块，该无线通讯模块312将接收到的该些信号数据发送给主控芯片311，主控芯片311接收到信号数据后，经信号总线317按照例如ws2812的协议发送n颗LED灯珠所需的信号数据以改变它们的三色发光光强，从而达到对各光源211进行单独控制的目的。本发明的细胞培养板1上的各个微孔11，随时间变化的光强信号数据，通过无线通信终端以固定的间隔发送。本发明能够通过无线通讯的方式与无线通信终端交互，根据实验在任意时间需求改变各光源211的光强，以对细胞培养板1的各微孔11的光照条件进行独立控制。

如图7所示，聚光板22大体呈长方形板状，其由聚光板体222和设置在聚光板体222上的多个聚光管223组成，各聚光管223内形成了该聚光孔221；请配合参阅图8所示，该些聚光管223自聚光板体222的一侧凸出形成，聚光管223的聚光孔221贯穿聚光板体222的相对两侧，从而使得位于聚光板22一侧的多个光源211能透过该些聚光管223的聚光孔221而照射至细胞培养板1的多个微孔11内，该些聚光管223可实现把每一个光源211相互隔开，避免各光源211相互干涉的问题。

进一步的，为了使聚光板22与光源板21实现快速安装并定位，在光源板21与聚光板22之间设有定位结构23。在本发明中，该定位结构23为设置在聚光板22上的定位柱224，以及设置在光源板21上的定位孔213，定位柱224能插入定位孔213中。当然，该定位结构23也可以为设置在光源板21上的定位柱，以及设置在聚光板22上的定位孔。

在本实施例中，在聚光板22的相对两侧分别设有一个定位柱224，两个定位柱224位于聚光板22上的多个聚光管223凸出的一侧，当然本发明并不以此为限，定位柱224的数量和位置还可根据实际需要选择设置。在光源板21的相对两侧分别设有一个定位孔213，当光源板21与聚光板22相对扣合后，聚光板22上的两个定位柱224插入光源板21上的两个定位孔213内。

更进一步的，为了保证光源板21上的多个光源211能居中对齐于聚光板22上的各聚光孔221，在光源板21的光源板体212上设有第一防呆孔214，该第一防呆孔214为贯穿光源板体212的通孔，在聚光板22的聚光板体222上设有第二防呆孔225，该第二防呆孔225为贯穿聚光板体222的通孔。在聚光板22通过定位柱224插入光源板21的定位孔213中后，通过观察光源板21上的第一防呆孔214是否与聚光板22上的第二防呆孔225对齐连通，从而能快速判断各光源211是否居中对齐于各聚光孔221。

如图9所示，在本发明中，在聚光板22上还设有用于聚集各光源211产生的光的多个聚光镜片226，各聚光镜片226安装在各聚光孔221的一端，具体是在各聚光管223连接聚光板体222的一端的内部安装该些聚光镜片226，以便提高聚光镜片226安装在聚光管223内的强度。在本实施例中，在聚光管223与聚光板体222相连的端部形成有与聚光孔221相连通的安装孔227，安装孔227的孔径大于聚光孔221的孔径，各聚光镜片226例如通过四周涂胶的方式固定在各安装孔227内，当光源211从聚光孔221的一端照射时，光经过聚光镜片226聚集后被照射至各微孔11内。

本发明的光源构件2，聚光板22的端面与光源板21的表面贴合，并通过相插接配合的定位柱224和定位孔213、以及相对位的第一防呆孔214和第二防呆孔225，保持安装过程中各聚光孔221与各光源211能够居中对齐，该光源构件2组装后通过螺钉固定在光源控制盒3内。具体的，在光源板21、聚光板22的四个端角处分别设有四个第一连接孔215和四个第二连接孔228，在光源控制盒3的四个端角处设有四个连接螺柱34，各连接螺柱34内具有螺纹孔341，光源板21和聚光板22对合后，通过螺钉穿过第一连接孔215和第二连接孔228而螺接在光源控制盒3的各连接螺柱34的螺纹孔341内，从而实现光源构件2与光源控制盒3的连接结合。

如图10和图11所示，光源控制盒3大体呈长方体状，其具有周壁32及连接在周壁32下方的底壁33，周壁32的上方形成开口321；控制板31固定连接在光源控制盒3内，该控制板31通过螺钉313连接在光源控制盒3内的螺柱35内。

具体的，请配合参阅图1、图2和图11所示，本发明的光源控制盒3内可安装有电池5，该电池5可通过设置在光源控制盒3的底壁33上的限位板331进行位置的固定，该电池5例如可通过一面涂胶的方式固定连接在光源控制盒3的底壁33上。该电池与控制板31相连，以便通过控制板31向光源板21上的各光源211供电；该控制板31上堆叠有用于控制电池5供电的轻触开关314、用于给电池5充电的充电接口315和用于电池5电量显示的电量表316，在本发明中，该充电接口315还可用于外部供电使用；对应的，在光源控制盒3的周壁32上开设有供轻触开关314穿过的开关孔332、供观察电量表316的电量显示孔333、以及供外接充电线插头插入的充电孔334。

然而，在实际使用时，如果在细胞培养的过程中电池5没有电，而还需继续培养细胞的情况下，就需要换新的光源控制盒或者通过充电的方式给电池5供电。然而，在更换新的光源控制盒时需要拆下细胞培养板1，这样会导致不确定的因素，影响到培养结果，而采用充电方式对电池5继续供电，由于需要外接电源线，会限制光源控制盒3的适用范围。

在本发明的另一实施例中，如图12所示，采用更换电池5的方式能够很好的解决上述问题。在该实施例中，在光源控制盒3的周壁32上开设有供电池5插入其内的电池仓口335；另外，为了保证电池5自电池仓口335插入光源控制盒3内不会轻易掉出来，在电池5与光源控制盒3之间设计了锁固结构，通过该锁固结构实现了电池5可拆卸地连接在光源控制盒3内，并保证了电池5与光源控制盒3的有效连接，该锁固结构为弹仓式结构，也即该电池5通过锁固结构可弹性插接或拔出于光源控制盒3，以实现电池5与光源控制盒3可拆卸连接的目的。

如图13至图19所示，该锁固结构包括至少一个第一锁扣件52、弹板36和第二锁扣件37，其中：至少一个第一锁扣件52设置在电池5上，该第一锁扣件52具有能开合设置的两个滑块521；弹板36能移动地设置在光源控制盒3内，该弹板36的一侧设有至少一个第一锁头361，该第一锁头361能插入第一锁扣件52的两个滑块521之间，该弹板36的另一侧设有第二锁头362；第二锁扣件37固定在光源控制盒3内，该第二锁头362能弹性地锁扣于第二锁扣件37。在本实施例中，该锁固结构的弹板36和第二锁扣件37，沿电池仓口335指向光源控制盒3内的方向依次设置。

进一步的，为了保证电池5在光源控制盒3内的连接稳固性，在光源控制盒3内还设有电池罩51，该电池罩51可固定在光源控制盒3的限位板331上。

具体的，请配合参阅图13至图15所示，该第一锁扣件52设置在电池5的插入端部，本实施例中，在电池5的插入端部设有两个第一锁扣件52；该第一锁扣件52包括锁扣架522以及开合设置在所述锁扣架522上的两个滑块521，各滑块521通过弹簧523弹性地抵接于锁扣架522，两个滑块521相对的端部为弧形面，当弹板36上的第一锁头361由于按压力垂直作用在第一锁扣件52的两个滑块521上时，第一锁头361接触到圆弧面的滑块521端部后，两个滑块521会向相互背离的方向移开，第一锁头361进入第一锁扣件52，由于第一锁头361大体呈T形结构，此时滑块521受到弹簧523的弹力作用，锁紧第一锁头361，从而达到将电池5锁紧在弹板36上的目的。

请配合参阅图16和图17所示，弹板36能移动地设置在光源控制盒3内，弹板36一侧设置的第一锁头361的数量和位置，与电池5的插入端部的第一锁扣件52的数量和位置对应，在本实施例中，弹板36一侧设有两个第一锁头361，另外，在该弹板36的同一侧还设有接线端子363，接线端子363位于两个第一锁扣件52之间，该接线端子363可与电池5插入端的接线插孔53相连，该接线端子363与控制板31电连接。另外，该弹板36的另一侧设有至少一个滑动柱364，光源控制盒3内设有固定板38，该固定板38上开设有可供滑动柱364穿过的穿孔381，请配合参阅图1所示，在本实施例中，滑动柱364的横截面为十字形，该穿孔381也为十字形孔，能够保证按压电池5的过程中，弹板36在光源控制盒3内水平运动不会产生偏差，电池5入仓容易。该弹板36在光源控制盒3内的移动方向与电池5插入方向同向。

进一步的，在滑动柱364的自由端设有挡圈366，滑动柱364上套设有弹簧365，弹簧365夹设在挡圈366与弹板36之间；该滑动柱364穿过穿孔381，由于十字形穿孔381的限位，会使得弹板36向第二锁扣件37移动的过程中，弹簧365被压缩，而在第二锁头362从第二锁扣件37弹出后，弹簧365的弹力会把电池5向外推。

如图12和图19所示，第二锁扣件37固定连接在光源控制盒3内，例如可连接于固定在光源控制盒3底壁33上的固定板39上，该第二锁扣件37具有壳体371以及弹性地伸出或缩回壳体371内的两个锁扣爪372，两个锁扣爪372能张开或收合，并能伸缩地设置在壳体371内。当弹板36的第二锁头362插入张开的两个锁扣爪372之间时，随着第二锁头362向壳体371的方向继续插入，两个锁扣爪372会夹设第二锁头362向壳体371内移动，直至两个锁扣爪372合拢容置在壳体371内，此时第二锁头362被固定夹设在第二锁扣件37内；当需要从第二锁扣件37内拔出第二锁头362时，仅需向壳体371内的方向按压第二锁头362，在壳体371内的弹簧的作用下，两个锁扣爪372向壳体371外的方向伸出并张开，第二锁头362脱离两个锁扣爪372的夹持而与第二锁扣件37分离。该第二锁扣件37为生活中常用物品，广泛用于垃圾箱、简易柜门等。

在本发明中，当需要将电池5插入光源控制盒3内时，通过向光源控制盒3内的方向用力按压电池5，弹板36上的弹簧365受力压缩，弹板36的第二锁头362接触并作用于第二锁扣件37，第二锁扣件37锁紧第二锁头362，此时，弹板36位置后移电池5入仓。在按压电池5过程中，弹板36上的接线端子363会插入到电池5的接线插孔53中。

当需要更换电池5时，只需要向光源控制盒3内的方向按压电池5，此时由于第二锁扣件37受力，第二锁头362从第二锁扣件37中弹出；弹板36不在被锁定在第二锁扣件37上，弹板36受到弹簧365的作用力后，向远离第二锁扣件37的一侧移动，此时，连接在弹板36上的电池5，会从电池仓口335弹出一部分长度，此时用手向外拉电池5，弹板36上的第一锁头361会因为拉力而推脱离电池5上的第一锁扣件52，即可轻易取出电池5，完成电池5更换。

本发明采用了内置电池式和可更换电池式两种设计，能满足实际使用中的不同需求，以使本发明具备良好的独立性和可移动性。

针对底壁12为透明底板、以及非透明底板的细胞培养板1来说，本发明设计了两种不同的组装方式，具体如下：

在本发明的一个可行实施方式中，如图1所示，光源板21设置在细胞培养板1的上方，该光源控制盒3通过中接板4与细胞培养板1相连。在该实施方式中，采用从细胞培养板1的上方向各微孔11内照射光，适用于底壁12不透明的细胞培养板1。

具体的，从上至下的方向，该细胞表型控制装置依次设有光源控制盒3、聚光板22、光源板21、中接板4和细胞培养板1。请配合参阅图20和图21所示，该中接板4大体呈长方形框架状，其具有外周壁41以及多孔板42，多孔板42连接在外周壁41的内侧，位于多孔板42一侧的外周壁41与细胞培养板1的外周壁套接相连，具体是套接在细胞培养板1的上侧外壁131上，该细胞培养板1的下侧外壁132的外径大于上侧外壁131的外径，以使得中接板4与细胞培养板1套接后，二者组合结构的外表面平齐，以使外观美观且为中接板4提供了卡接限位。位于多孔板42的另一侧的外周壁41与该多孔板42的另一侧之间设有多个第一卡扣筋422，该些第一卡扣筋422沿中接板4的四周间隔设置，光源控制盒3的周壁32上设有多个卡扣槽322，当光源控制盒3与中接板4相连时，该些第一卡扣筋422能插设在该些卡扣槽322内。卡扣槽322的宽度相对于第一卡扣筋422的宽度稍窄，如此，实际使用过程中，只需要人为把光源控制盒3通过向下按压，即可由于上述的过盈配合把光源控制盒3固定在中接板4上，不至于安装较松的情况发生。该多孔板42上开设有多个通孔421，当光源板21和聚光板22对合后，光源板21上的各光源211、聚光板22上的各聚光孔221，能依次与多孔板42上的各通孔421相对，并通过各通孔421与细胞培养板1上的各微孔11正向相对。

进一步的，该中接板4的外周壁41上还设有防呆结构43，以便操作人员快速识别中接板4的安装方向，在本实施例中，该防呆结构43为设置在外周壁41的其中一个角部的凹槽。

本发明通过设计中接板4，很好的解决了实际细胞培养过程中，对不同形式的细胞培养板1、不同光照方式的要求的问题。具体的，对于底部不透明或底部透明的两种细胞培养板1，均可利用中接板4，使光源控制盒3放置在细胞培养板1的上方，从而对各微孔11的光照条件进行调控；其中，针对底部透明的细胞培养板1来说，还可直接放置在光学显微镜下，从细胞培养板1的底部时刻观察细胞培养情况。

根据本发明的另一个实施方式，如图2所示，光源板21设置在细胞培养板1的下方，该细胞培养板1扣接在光源控制盒3的上方。

具体的，从上至下的方向，该细胞表型控制装置依次设有细胞培养板1、聚光板22、光源板21和光源控制盒3。请配合参阅图5所示，细胞培养板1的底部设有多个第二卡扣筋14，多个第二卡扣筋14沿细胞培养板1的周向间隔设置，光源控制盒3的周壁32上设有多个卡扣槽322，当细胞培养板1与光源控制盒3相连时，多个第二卡扣筋14能插设在多个卡扣槽322内，在本实施例中，卡扣槽322的宽度相对于第二卡扣筋14的宽度稍微窄，如此，实际使用过程中，只需要人为把细胞培养板1通过向下按压，即可由于上述的过盈配合把细胞培养板1固定在光源控制盒3上，不至于安装较松的情况发生。当光源板21和聚光板22对合后，二者容设在光源控制盒3内，此时将细胞培养板1扣接于光源控制盒3的开口321，细胞培养板1上的各微孔11，通过聚光板22上的各聚光孔221，与光源板21上的各光源211相对。在该实施例中，光源控制盒3的底部尺寸与细胞培养板1的底部尺寸相同，使得整个装置可以放置于标准的细胞培养板放置位上，通用性强。

本发明对于底部透明的细胞培养板1来说，可采用直接把细胞培养板1放置在光源控制盒3的上方，使得其上的每个微孔11的光照从细胞培养板1的各微孔11的底部照射进入各微孔11中。

以上仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种细胞表型控制装置，其特征在于，所述细胞表型控制装置包括：

细胞培养板，具有用于放置培养细胞的多个微孔；

光源构件，与所述细胞培养板相对设置，所述光源构件具有相互扣接的光源板和聚光板，所述光源板上设有多个光源，所述聚光板上设有多个聚光孔，各所述光源通过各所述聚光孔与各所述微孔相对应；

光源控制盒，套设在所述光源构件外并与所述细胞培养板相连，所述光源控制盒内安装有控制板，所述控制板上设有相连接的主控芯片和无线通讯模块，所述无线通讯模块用于接收与各所述光源分别对应的信号数据，并通过所述主控芯片传输至多个所述光源。

2.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源板设置在所述细胞培养板的上方，所述光源控制盒通过中接板与所述细胞培养板相连，所述聚光板位于所述光源板与所述中接板之间。

3.如权利要求2所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述中接板具有外周壁以及连接在所述外周壁的内侧的多孔板，位于所述多孔板的一侧的所述外周壁与所述细胞培养板的外周壁套接相连，位于所述多孔板的另一侧的所述外周壁与所述多孔板的另一侧之间设有多个第一卡扣筋，所述光源控制盒的周壁上设有多个卡扣槽，所述第一卡扣筋能插设在所述卡扣槽内。

4.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源板设置在所述细胞培养板的下方，所述细胞培养板扣接在所述光源控制盒的上方，所述聚光板位于所述光源板与所述细胞培养板之间。

5.如权利要求4所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源控制盒的周壁上设有多个卡扣槽，所述细胞培养板的底部设有多个第二卡扣筋，所述第二卡扣筋能插设在所述卡扣槽内。

6.如权利要求2～5中任一项所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源板与所述聚光板之间设有定位结构。

7.如权利要求6所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述定位结构为设置在所述聚光板上的定位柱、以及设置在所述光源板上的定位孔，所述定位柱插入所述定位孔内。

8.如权利要求6所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源板上开设有第一防呆孔，所述聚光板上开设有第二防呆孔，在所述光源板与所述聚光板扣合的状态下，所述第一防呆孔和所述第二防呆孔相对连通。

9.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述聚光孔内设有聚光镜片。

10.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源控制盒内设有电池，所述电池与所述控制板电连接，所述控制板上设有用于控制所述电池供电的轻触开关、以及用于显示所述电池的电量的电量表。

11.如权利要求10所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述控制板上还设有用于向所述电池充电的充电接口，所述电池粘接固定在所述光源控制盒的底壁上。

12.如权利要求10所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述电池通过锁固结构可拆卸地连接在所述光源控制盒内，所述锁固结构包括：

至少一个第一锁扣件，设置在所述电池上，所述第一锁扣件具有能开合设置的两个滑块；

弹板，能移动地设置在所述光源控制盒内，所述弹板的一侧设有至少一个第一锁头，所述第一锁头能插入所述第一锁扣件的两个所述滑块之间，所述弹板的另一侧设有第二锁头；

第二锁扣件，固定在所述光源控制盒内，所述第二锁头能弹性地锁扣于所述第二锁扣件。

13.如权利要求12所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述第二锁扣件具有壳体以及弹性地伸出或缩回所述壳体内的两个锁爪，所述第二锁头能插入两个所述锁爪之间，并锁接于所述壳体内。

14.如权利要求12所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述弹板的另一侧设有至少一个滑动柱，所述滑动柱上套设有弹簧。

15.如权利要求10所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源控制盒的底壁上设有能卡接所述电池的限位筋，和/或，所述光源控制盒上开设有能使所述电池插入所述光源控制盒内的电池仓口。

16.如权利要求15所述的细胞表型控制装置，其特征在于，在所述电池置入所述光源控制盒内的状态下，所述电池上套设有电池罩，所述电池罩与所述限位筋相连。

17.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源为LED灯珠，所述LED灯珠的选型范围为WS2812、WS2813、WS2812B、SK6812、SK6813、SK6822、SK6815、PLK6812或PLK6815B内置芯片的贴片LED灯珠。

18.如权利要求17所述的细胞表型控制装置，其特征在于，多个所述LED灯珠串联相连，并与所述信号总线电连接。

19.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述主控芯片为MCU微控制芯片。

20.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述主控芯片与所述无线通讯模块集成在一起组成微控制器，所述微控制器为MCU微控制器。

21.如权利要求1所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述无线通讯模块为蓝牙模块、射频模块、WI-FI模块或ZigBee通信模块，所述蓝牙模块、所述射频模块、WI-FI模块或ZigBee通信模块用于接收无线通信终端传输的各所述光源的信号数据。

22.如权利要求4所述的细胞表型控制装置，其特征在于，所述光源控制盒的底部尺寸与所述细胞培养板的底部尺寸相同。

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