CN114276913A - 一种肿瘤细胞智能培养系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于细胞培养技术领域，公开了一种肿瘤细胞智能培养系统，包括细胞培养装置和细胞培养装置相连接的控制单元，还包括设在细胞培养装置内的至少一个培养单元，所述细胞培养装置包括箱体，箱体内设有与控制单元相连接的营养液供应舱，在营养液供应舱外侧设有与箱体一体化设计的观察窗模块，在营养液供应舱上设有与控制单元相连接的培养单元，本发明通过细胞培养装置将培养单元与环境隔离，避免外界因素对肿瘤细胞生长的影响，在细胞培养装置内的多个培养单元通过营养液供应舱对各个培养单元的营养液成分进行控制，通过生物传感器将肿瘤细胞的生长情况进行实时监测，实现智能化批量化培养。

Description

一种肿瘤细胞智能培养系统及方法

技术领域

本发明属于细胞培养技术领域，具体涉及一种肿瘤细胞智能培养系统及方法。

背景技术

人体内的肿瘤组织是由肿瘤细胞、间质细胞（包括纤维细胞，炎症和免疫等细胞）、血管和细胞外基质共同组成的细胞群体，肿瘤细胞生长的微环境对肿瘤的生长产生重要影响，早先的肿瘤细胞培养过程中需要将培养皿置于培养箱中，对肿瘤组织的培养具有一定的差别防范微生物污染不同器官的肿瘤，可能被污染的程度不同，体外培养时，首先必须对肿瘤组织块进行预处理，需处理液及培养基，随后发展起来的三维细胞培养，是将肿瘤细胞或肿瘤组织消化后的碎片与细胞外基质混和，再置放于细胞培养液中进行培养，这种细胞培养技术能使肿瘤细胞在体外培养时形成胶原和细胞凝胶从而构建三维立体结构，这些三维细胞培养技术构建的体外三维立体结构比传统的体外细胞培养更接近体内的情，所以应用这些三维细胞培养技术来检测筛选新型抗肿瘤药物的效果或检测不同肿瘤对抗肿瘤药物敏感性，在与动物体内实验的符合率方面比传统细胞培养有所提高，然而在仿真肿瘤体外培养过程中所需要的培养液在调配过程中营养液的配置大多模拟人体体液成分，在确定营养液成分和流速对肿瘤细胞生长的影响时传统的实验系统需要较长时间，不能快速的对肿瘤细胞生长繁殖所需的条件进行研究和分析。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种细胞培养装置将培养单元与环境隔离，避免外界因素对肿瘤细胞生长的影响，在细胞培养装置内的多个培养单元通过营养液供应舱对各个培养单元的营养液成分进行控制，通过生物传感器将肿瘤细胞的生长情况进行实时监测，实现智能化批量化培养肿瘤细胞智能培养系统及方法。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：一种肿瘤细胞智能培养系统，包括细胞培养装置和细胞培养装置相连接的控制单元，还包括设在细胞培养装置内的至少一个培养单元，所述细胞培养装置包括箱体，箱体内设有与控制单元相连接的营养液供应舱，在营养液供应舱外侧设有与箱体一体化设计的观察窗模块，在营养液供应舱上设有与控制单元相连接的培养单元，在营养液供应舱上远离观察窗模块端设有与控制单元相连接的管道箱，管道箱与营养液供应舱和培养单元相连通。

优选的，所述细胞培养装置的箱体包括设在地面上的箱体底座，在箱体底座上靠近地面端设有支撑模块，支撑模块上设有万向轮；在箱体底座上两侧向远离地面端延伸有箱体左侧板和箱体右侧板，箱体左侧板和箱体右侧板相互平行且与箱体底座相垂直，在箱体左侧板上设有与营养液供应舱相配合的密封门；在箱体左侧板和箱体右侧板上远离观察窗模块端设有箱体后侧板，箱体后侧板与箱体左侧板和箱体底座相垂直，在箱体左侧板和箱体右侧板上远离箱体底座端设有箱体顶板，箱体底座、箱体左侧板、箱体后侧板、箱体顶板和箱体右侧板采用一体化设计；在培养箱供应舱上部与箱体左侧板、箱体后侧板、箱体顶板和箱体右侧板所围成的区域构成培养箱室。

优选的，所述观察窗模块包括与箱体左侧板一体化设计的观察窗左滑轨，包括与箱体右侧板一体化设计的观察窗右滑轨，观察窗左滑轨和观察窗右滑轨的结构相同且相对于箱体对称布置，观察窗左滑轨内设有第一滑槽，在第一滑槽内侧面上沿曲面设有第一密封橡胶层；在观察窗右滑轨和观察窗左滑轨之间设有观察窗前侧板，观察窗前侧板内设有与第一滑槽相配合的观察窗玻璃板，在观察窗玻璃板两侧设有与第一滑槽滑动配合的第二密封滑块，在第二密封滑块上靠近箱体顶板端设有密封膨胀销，观察窗玻璃板采用变色玻璃，在观察窗前侧板内设有与控制单元相连接并与观察窗玻璃板相配合的升降机构；在观察窗右滑轨和观察窗左滑轨上远离箱体底座端设有与箱体顶板一体化设计的观察窗密封顶板，在观察窗密封顶板内设有与第一滑槽相连通的密封顶板滑槽，在密封顶板滑槽之间设有与观察窗玻璃板相配合的第二密封槽，在第二密封槽内侧面上沿曲面设有通过输气管与管道箱相连通的第一气囊，在观察窗密封顶板上远离箱体顶板端侧面上设有与第一气囊相连通的排气阀，第二密封槽与密封顶板滑槽相连通；在密封顶板滑槽内设有与密封膨胀销滑动配合的密封销孔，在密封销孔内设有与管道箱相连通的排气孔。

优选的，所述培养单元呈阵列排布，培养单元之间设有采用一体化设计的横向隔离板和纵向隔离板，横向隔离板和纵向隔离板相互垂直，纵向隔离板与营养液供应舱上表面相垂直；培养单元包括通过管道箱与营养液供应舱相连通的培养箱，培养箱包括与横向隔离板相配合的培养箱底板，在培养箱底板上设有与管道箱相连通的导管引导模块，在管道引导模块内设有管道引导孔，在管道引导模块上设有与控制单元相连接的传感器模块，传感器模块包括温度传感器、压力传感器、二氧化碳浓度传感器、氧含量传感器和生物传感器，生物传感器为基于微波谐振的生物传感器；在培养箱底板的左右两侧向远离培养箱底板端延伸有结构相同且对称布置的培养箱滑轨，培养箱滑轨与培养箱底板垂直，培养箱滑轨包括两个平行设置的第一挡板，两个第一挡板之间的区域构成培养箱滑槽，在培养箱滑轨上远离培养箱底板端设有培养箱顶板，培养箱顶板与培养箱滑轨相垂直，在培养箱顶板上靠近培养箱滑轨端设有与培养箱滑槽相连通的第二滑槽，在培养箱顶板上靠近培养箱底板端且远离管道箱端设有培养箱密封胶条，培养箱密封胶条呈长方体状且沿长度方向轴线与培养箱滑轨相垂直，在培养箱密封胶条上设有与控制单元相连接的弹性机构，在培养箱顶板上靠近培养箱底板端设有与控制单元相连接的至少一个第一紫外灯模块，在培养箱滑轨和培养箱顶板之间的区域构成培养仓。

优选的，所述培养箱底板上靠近管道箱端设有培养箱后侧板，培养箱后侧板与培养箱底板和培养箱滑轨相垂直，在培养箱后侧板上设有与第二滑槽相连通的第二排气孔，在培养箱后侧板内设有与两个第二排气孔相连通的第二排气管道，在排气管道上远离第二滑槽端与管道箱相连通；在培养箱后侧板上设有与培养仓相连通的第三排气孔，在培养箱后侧板内设有与第三排气孔相配合的第一电磁阀，在培养箱后侧板内设有将不同培养箱相连通的培养箱输排气管道。

优选的，所述培养箱内设有抽屉，抽屉包括与培养箱滑轨滑动配合的抽屉侧板，在抽屉侧板上靠近培养箱底板端设有与控制单元相连接的滚动轮，滚动轮内设有驱动电机；在抽屉侧板上靠近培养箱顶板端设有与第二滑槽相配合的第一密封滑块，还包括与抽屉侧板相垂直的抽屉前板，在抽屉前板上靠近培养箱顶板端设有与培养箱密封胶条滑动配合的第三密封槽，还包括与抽屉前板相垂直的抽屉底板。

优选的，所述在抽屉内设有培养基座，培养基座包括与控制单元相连接的倾斜平台，在倾斜平台上设有培养模块，培养箱模块包括采用双层外壳结构，双层外壳之间的区域构成水浴槽，在水浴槽上设有与培养箱供应舱相连通的加热水入口和加热水出口，还设有与营养液供应舱相连通的营养液入口，在水浴槽内设有与营养液入口相连通的营养液管；水浴槽所围成的区域构成培养舱，在培养舱上远离倾斜平台端设有与控制单元相连接的第一阀门模块，在培养箱模块上设有与营养液供应舱相连通的气体入口，包括与第一阀门模块上表面相平齐的玻璃盖板，还包括与营养液供应舱相连通的营养液出口；在培养舱内设有培养舱底板，培养舱底板上端面在远离第一阀门模块端向靠近倾斜平台端延伸构成营养液废液池，在培养箱底板上设有仿真培养模块，仿真培养模块上设有多个微孔。

优选的，所述营养液供应舱包括与观察窗前侧板相配合的防护板，在防护板上远离密封门侧设有进气格栅，包括与培养单元相连通且与进气格栅相配合的空气过滤芯，空气过滤芯包括消毒杀菌模块、制氧模块和二氧化碳模块，在空气过滤芯靠近密封门侧设有与控制单元相连接的超纯水模块，超纯水模块与控制单元相连接，在超纯水模块靠近密封门侧设有营养液架，营养液架由相互垂直的隔离板构成，隔离板之间的区域构成营养液配置区，在营养液配置区内设有与超纯水模块相连通的配置罐，在配置罐上设有与控制单元相连接的第二阀门模块，在第二阀门模块上设有与超纯水模块相连通的超纯水管，与培养单元相连通的营养液管和至少一个原料管，还设有与配置罐相连通的营养液泵；在营养液架上方设有原料罐模块。

优选的，所述原料罐模块包括与营养液架相配合的支撑架，在支撑架上远离营养液架上设有营养液原料放置架，营养液原料放置架与支撑架滑动配合，在支撑架上设有至少一个第一营养液罐和第二营养液罐，第一营养液罐和第二营养液罐相连通，还设有至少一个与配置罐相连通的计量泵，在营养液供应舱内设有与控制单元相连接的第二紫外消毒模块；所述管道箱包括至少一个管道模块，管道模块一端与营养液配置区相连通，另一端与培养单元相连通。

一种肿瘤细胞智能培养方法，包括营养液供应舱，营养液供应舱通过管道箱与培养单元相连接，通过空气过滤芯保持各个培养单元内的供气条件相同，包括以下步骤：

a、 将密封门打开，然后将营养液原料放置架拉出，然后加入营养液所需要的原料在第一营养液罐和第二营养液罐中，然后通过控制单元通过设在营养液供应舱内的第二紫外消毒模块进行内部消毒；

b、 控制单元通过设在培养单元内的第一紫外灯模块对培养单元进行内部消毒，控制单元通过升降机构将观察窗玻璃板降下，然后控制培养单元将抽屉弹出，然后将肿瘤细胞放置在培养单元中，然后将观察窗玻璃板上升将培养单元与外界隔离开来；

c、 控制单元通过营养液供应舱中超纯水模块、第一营养液罐、第二营养液罐和计量泵控制进入每个配制罐中营养液成分的含量，然后通过营养液泵送入培养单元中；

d、 根据肿瘤细胞培养的要求对培养单元中肿瘤细胞进行培养，培养结束后控制单元控制升降机构将观察窗玻璃降下，将培养单元中肿瘤细胞取出，在显微镜下进行观察、记录和分析相关数据。

本发明对于现有技术，具有以下有益效果：本发明通过将培养单元与外界隔离，杜绝外界细菌污染对实验的影响，通过营养液供应舱中设置多种营养液罐和超纯水模块并通过控制单元控制计量泵对进入每个配制罐中的营养液成分进行调节，通过消毒设备对营养液进行消毒，减少外界因素对肿瘤细胞的干扰，然后通过营养液泵送入培养单元中，同时通过设置的培养单元阵列对某单一或多因素对肿瘤细胞生长的影响的观察，本发明通过空气滤芯模块控制进入每个培养单元的气体成分和组分进行精确控制，使得每个培养单元所处的气体环境相同，减少干扰因素，同时通过加药设备向培养单元泵入在研药物观察肿瘤细胞的生长状况，便于加快药物的研发。

附图说明

图1是本发明的肿瘤细胞智能培养系统示意图；

图2是本发明的细胞培养装置示意图；

图3是本发明的观察窗模块示意图；

图4是本发明的第一滑槽在观察窗模块左侧俯视图；

图5是本发明的第一滑槽在观察窗模块右侧俯视图；

图6是本发明实的观察窗密封顶板示意图；

图7是本发明实的观察窗密封顶仰视图；

图8是本发明实的观察窗玻璃板俯视图；

图9是本发明实的升降机构示意图；

图10是本发明实的横向隔离板和纵向隔离板示意图；

图11是本发明实的培养单元示意图；

图12是本发明实的培养箱示意图；

图13是本发明实的培养箱局部放大图；

图14是本发明实的培养箱主视图；

图15是本发明实的培养箱后侧板侧视图；

图16是本发明实的抽屉示意图；

图17是本发明实的培养基座示意图；

图18是本发明实的培养基座剖视图；

图19是本发明实的营养液供应舱示意图；

图20是本发明实的配置罐示意图；

图21是本发明实的管道箱示意图。

图中：细胞培养装置1、箱体左侧板101、箱体后侧板102、箱体顶板103、箱体右侧板104、密封门105、观察窗模块2、观察窗左滑轨201、观察窗前侧板202、观察窗右滑轨203、观察窗密封顶板204、观察窗玻璃板205、第一滑槽206、第一密封橡胶层208、第二密封槽209、密封顶板滑槽210、密封销孔211、输气管212、排气阀213、第一气囊214、第二密封滑块215、密封膨胀销216、升降机构217、培养单元3、培养箱301、抽屉302、培养基座303、培养箱滑轨304、培养箱后侧板305、培养箱滑槽306、培养箱顶板307、第二滑槽308、培养仓309、培养箱密封胶条310、导管引导模块311、管道引导孔312、传感器模块313、第一紫外灯模块314、第二排气孔315、第三排气孔316、培养箱输排气管道317、第二排气管道318、第一电磁阀319、抽屉侧板320、抽屉前板321、第一密封滑块322、滚动轮323、抽屉底板324、倾斜平台325、培养模块326、加热水入口327、营养液入口328、加热水出口329、气体入口330、第一阀门模块331、玻璃盖板332、营养液出口333、营养液管334、营养液废液池335、仿真培养模块336、控制单元4、培养箱室5、管道箱6、管道模块601、营养液供应舱7、空气过滤芯701、超纯水模块702、防护板703、营养液架704、配置罐705、第二阀门模块706、超纯水管707、原料罐模块708、支撑架709、营养液原料放置架710、第一营养液罐711、第二营养液罐712、计量泵713、横向隔离板8、纵向隔离板9。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1-21所示的一种肿瘤细胞智能培养系统，包括细胞培养装置1和细胞培养装置1相连接的控制单元4，还包括设在细胞培养装置1内的至少一个培养单元3，细胞培养装置1包括箱体，箱体内设有与控制单元4相连接的营养液供应舱7，在营养液供应舱7外侧设有与箱体一体化设计的观察窗模块2，在营养液供应舱7上设有与控制单元4相连接的培养单元3，在营养液供应舱7上远离观察窗模块2端设有与控制单元4相连接的管道箱6，管道箱6与营养液供应舱7和培养单元3相连通。

细胞培养装置1的箱体包括设在地面上的箱体底座，在箱体底座上靠近地面端设有支撑模块，支撑模块上设有万向轮；在箱体底座上两侧向远离地面端延伸有箱体左侧板101和箱体右侧板104，箱体左侧板101和箱体右侧板104相互平行且与箱体底座相垂直，在箱体左侧板101上设有与营养液供应舱7相配合的密封门105；在箱体左侧板101和箱体右侧板104上远离观察窗模块2端设有箱体后侧板102，箱体后侧板102与箱体左侧板101和箱体底座相垂直，在箱体左侧板101和箱体右侧板104上远离箱体底座端设有箱体顶板103，箱体底座、箱体左侧板101、箱体后侧板102、箱体顶板103和箱体右侧板104采用一体化设计；在培养箱供应舱7上部与箱体左侧板101、箱体后侧板102、箱体顶板103和箱体右侧板104所围成的区域构成培养箱室5。

观察窗模块2包括与箱体左侧板101一体化设计的观察窗左滑轨201，包括与箱体右侧板104一体化设计的观察窗右滑轨203，观察窗左滑轨201和观察窗右滑轨203的结构相同且相对于箱体对称布置，观察窗左滑轨201内设有第一滑槽206，在第一滑槽206内侧面上沿曲面设有第一密封橡胶层208；在观察窗右滑轨203和观察窗左滑轨201之间设有观察窗前侧板202，观察窗前侧板202内设有与第一滑槽206相配合的观察窗玻璃板205，在观察窗玻璃板205两侧设有与第一滑槽206滑动配合的第二密封滑块215，在第二密封滑块215上靠近箱体顶板103端设有密封膨胀销216，观察窗玻璃板205采用变色玻璃，在观察窗前侧板202内设有与控制单元4相连接并与观察窗玻璃板205相配合的升降机构217；在观察窗右滑轨203和观察窗左滑轨201上远离箱体底座端设有与箱体顶板103一体化设计的观察窗密封顶板204，在观察窗密封顶板204内设有与第一滑槽206相连通的密封顶板滑槽210，在密封顶板滑槽210之间设有与观察窗玻璃板205相配合的第二密封槽209，在第二密封槽209内侧面上沿曲面设有通过输气管212与管道箱6相连通的第一气囊214，在观察窗密封顶板204上远离箱体顶板103端侧面上设有与第一气囊214相连通的排气阀213，第二密封槽209与密封顶板滑槽210相连通；在密封顶板滑槽210内设有与密封膨胀销216滑动配合的密封销孔211，在密封销孔211内设有与管道箱6相连通的排气孔。

培养单元3呈阵列排布，培养单元3之间设有采用一体化设计的横向隔离板8和纵向隔离板9，横向隔离板8和纵向隔离板9相互垂直，纵向隔离板9与营养液供应舱7上表面相垂直；培养单元3包括通过管道箱6与营养液供应舱7相连通的培养箱301，培养箱301包括与横向隔离板8相配合的培养箱底板，在培养箱底板上设有与管道箱6相连通的导管引导模块311，在管道引导模块311内设有管道引导孔312，在管道引导模块311上设有与控制单元4相连接的传感器模块313，传感器模块313包括温度传感器、压力传感器、二氧化碳浓度传感器、氧含量传感器和生物传感器，生物传感器为基于微波谐振的生物传感器；在培养箱底板的左右两侧向远离培养箱底板端延伸有结构相同且对称布置的培养箱滑轨304，培养箱滑轨304与培养箱底板垂直，培养箱滑轨304包括两个平行设置的第一挡板，两个第一挡板之间的区域构成培养箱滑槽306，在培养箱滑轨304上远离培养箱底板端设有培养箱顶板307，培养箱顶板307与培养箱滑轨304相垂直，在培养箱顶板307上靠近培养箱滑轨304端设有与培养箱滑槽306相连通的第二滑槽308，在培养箱顶板307上靠近培养箱底板端且远离管道箱6端设有培养箱密封胶条310，培养箱密封胶条310呈长方体状且沿长度方向轴线与培养箱滑轨304相垂直，在培养箱密封胶条310上设有与控制单元4相连接的弹性机构，在培养箱顶板307上靠近培养箱底板端设有与控制单元4相连接的至少一个第一紫外灯模块314，在培养箱滑轨304和培养箱顶板307之间的区域构成培养仓309。

培养箱底板上靠近管道箱6端设有培养箱后侧板305，培养箱后侧板305与培养箱底板和培养箱滑轨304相垂直，在培养箱后侧板305上设有与第二滑槽308相连通的第二排气孔315，在培养箱后侧板305内设有与两个第二排气孔315相连通的第二排气管道318，在排气管道318上远离第二滑槽308端与管道箱6相连通；在培养箱后侧板305上设有与培养仓309相连通的第三排气孔316，在培养箱后侧板305内设有与第三排气孔316相配合的第一电磁阀319，在培养箱后侧板305内设有将不同培养箱301相连通的培养箱输排气管道317。

培养箱301内设有抽屉302，抽屉302包括与培养箱滑轨304滑动配合的抽屉侧板320，在抽屉侧板320上靠近培养箱底板端设有与控制单元4相连接的滚动轮323，滚动轮323内设有驱动电机；在抽屉侧板320上靠近培养箱顶板307端设有与第二滑槽308相配合的第一密封滑块322，还包括与抽屉侧板320相垂直的抽屉前板321，在抽屉前板321上靠近培养箱顶板307端设有与培养箱密封胶条310滑动配合的第三密封槽，还包括与抽屉前板321相垂直的抽屉底板324。

在抽屉302内设有培养基座303，培养基座303包括与控制单元4相连接的倾斜平台325，在倾斜平台325上设有培养模块326，培养箱模块326包括采用双层外壳结构，双层外壳之间的区域构成水浴槽，在水浴槽上设有与培养箱供应舱7相连通的加热水入口327和加热水出口329，还设有与营养液供应舱7相连通的营养液入口328，在水浴槽内设有与营养液入口328相连通的营养液管334；水浴槽所围成的区域构成培养舱，在培养舱上远离倾斜平台325端设有与控制单元4相连接的第一阀门模块331，在培养箱模块326上设有与营养液供应舱7相连通的气体入口330，包括与第一阀门模块331上表面相平齐的玻璃盖板332，还包括与营养液供应舱7相连通的营养液出口333；在培养舱内设有培养舱底板，培养舱底板上端面在远离第一阀门模块331端向靠近倾斜平台端延伸构成营养液废液池335，在培养箱底板上设有仿真培养模块336，仿真培养模块336上设有多个微孔。

营养液供应舱7包括与观察窗前侧板202相配合的防护板703，在防护板703上远离密封门105侧设有进气格栅，包括与培养单元3相连通且与进气格栅相配合的空气过滤芯701，空气过滤芯701包括消毒杀菌模块、制氧模块和二氧化碳模块，在空气过滤芯701靠近密封门105侧设有与控制单元4相连接的超纯水模块702，超纯水模块702与控制单元4相连接，在超纯水模块702靠近密封门105侧设有营养液架704，营养液架704由相互垂直的隔离板构成，隔离板之间的区域构成营养液配置区，在营养液配置区内设有与超纯水模块704相连通的配置罐705，在配置罐705上设有与控制单元4相连接的第二阀门模块706，在第二阀门模块706上设有与超纯水模块702相连通的超纯水管707，与培养单元3相连通的营养液管和至少一个原料管，还设有与配置罐705相连通的营养液泵703；在营养液架704上方设有原料罐模块708。

原料罐模块708包括与营养液架704相配合的支撑架709，在支撑架709上远离营养液架704上设有营养液原料放置架710，营养液原料放置架710与支撑架709滑动配合，在支撑架709上设有至少一个第一营养液罐711和第二营养液罐712，第一营养液罐711和第二营养液罐712相连通，还设有至少一个与配置罐705相连通的计量泵713，在营养液供应舱7内设有与控制单元4相连接的第二紫外消毒模块；管道箱6包括至少一个管道模块601，管道模块601一端与营养液配置区相连通，另一端与培养单元3相连通。

工作原理为，通过控制单元,4将密封门105打开，然后手动将支撑架709上的营养液原料放置架710拉出来，然后将第一营养液罐711、第二营养液罐712、第三营养液罐和第N营养液罐加入实验所需的营养液原液并密封，然后将营养液原料放置架710推回，然后将密封门105关闭，通过控制单元4将营养液供应舱7内的第二紫外消毒模块对第一营养液罐711、第二营养液罐712、第三营养液罐和第N营养液罐进行紫外消毒，避免杂菌污染营养液，然后通过控制单元4对每个培养单元所需的营养液成分进行设定，控制单元4计算每个培养单元4所需的营养液的量和超纯水的量，控制单元通过控制计量泵713和超纯水模块702对进入营养液架704上的配置罐705的量进行控制，当一个配置罐705中灌满时对下一个配制罐705进行重新计算和配置直至将所有配制罐705灌满；

控制单元4控制培养单元3中的第一紫外灯模块314对培养箱301内部进行消毒作业然后控制单元4通过升降机构217将观察窗玻璃205降下，然后控制滚动轮323转动将抽屉302从培养箱301中移动出来，然后将肿瘤细胞置入培养基座303的仿真培养模块336中，然后控制滚动轮323将抽屉302置入培养箱301中，使得培养箱301与外界隔离，通过升降机构217将观察窗玻璃205升起，将培养单元3与外界隔离，然后通过营养液泵703将每个配置罐705中的营养液泵入培养单元3中的培养基座303中，在培养过程中通过传感器模块313实时将数据发送到控制单元4中，通过控制倾斜平台325的倾斜角度对营养液的流速进行调节，控制单元4根据传感器模块313反馈的数据对泵入的营养液进行调节，培养结束后控制单元4控制升降机构217将观察窗玻璃205降下，将培养单元3中肿瘤细胞取出，在显微镜下进行观察和记录相关数据，然后通过控制单元对数据进行分析。

实施例二

一种肿瘤细胞智能培养系统，与实施例1相比，在营养液供应舱7内设有冲洗机构，冲洗机构与控制单元4相连接，冲洗机构包括与超纯水模块702相连通的清洗泵，在第一营养液罐711、第二营养液罐712、第三营养液罐和第N营养液罐的出料口处设有与控制单元相连接的四通阀，四通阀与清洗泵和空气过滤芯701相连通，还包括与营养液出口333相连通的废液回收箱，在废液回收箱内设有与营养液出口333相连通的回收泵，在废液回收箱一侧设有废液处理模块，废液处理模块包括杀菌模块和滤网模块。

工作原理为，当完成实施例1的步骤之后需要进行下一组的对比实验时，控制单元4通过超纯水模块702产生大量的超纯水，然后通过清洗泵将超纯水从超纯水模块702处泵入到三通阀处，控制单元4将三通阀转向清洗泵与配置罐705相连通的方向，同时将营养液泵703启动，超纯水对输送管道、配置罐705、计量泵713、营养液泵703和培养基座303进行清洗，清洗后的废水汇入到营养液废液池335中进行回收，然后通过控制单元4将回收泵启动将清洗产生的废液进行清洗，在清洗完成后通过空气过滤芯701将经过加热的干燥热空气送入输送管道、配置罐705、计量泵713、营养液泵703和培养基座303中进行加热干燥，避免上一组实验残留的营养液对实验结果造成干扰，在实验和清洗过程中产生的废液通过废液处理模块进行简易预处理，然后引出废液处理模块到专业处理中心进行无害化处理。

实施例三

一种肿瘤细胞智能培养系统，与实施例2相比，在箱体顶板103上靠近营养液供应舱7端设有滑轨，在滑轨上设有与控制单元4相连接的滑动机构，滑动机构上设有伸缩杆，在伸缩杆上设有于观察肿瘤细胞生长状态的电子显微镜，电子显微镜与控制单元4相连接，培养单元3与箱体顶板103不接触，在横向隔离板8和纵向隔离板9上设有与培养单元3相配合的滑动轮，滑动轮内设有电机并与控制单元4相连接，在仿真培养模块336内设有照明灯，仿真培养模块336内部底板采用透明玻璃材质，培养箱顶板307采用电致变色玻璃并与控制单元4相连接，培养单元3上设有距离传感器并与控制单元4相连接。

在一种实时方式中，当需要观察某一培养单元3内的肿瘤细胞生长状态时，控制单元4通过滑动轮将培养单元3向靠近观察窗玻璃板205端运动，当运动到设定的距离时滑动轮停止转动，培养单元3停止运动，安装在电子显微镜上的3D线激光测量仪对位置进行定位，控制单元4控制滑动机构将电子显微镜进行前后和高低的调节将电子显微镜与培养单元3相配合，然后将培养箱顶板307通电，使得培养箱顶板307成为透明状态，然后通过电子显微镜对肿瘤细胞的生长状态进行观察和记录，记录完成后通过控制单元4将被观察的培养单元3复位，然后重复上述操作直至将所需观察的培养单元3观察结束。

实施例四

一种肿瘤细胞智能培养方法，包括营养液供应舱7，营养液供应舱7通过管道箱6与培养单元3相连接，通过空气过滤芯701保持各个培养单元3内的供气条件相同，包括以下步骤：

a、将密封门105打开，然后将营养液原料放置架710拉出，然后加入营养液所需要的原料在第一营养液罐711和第二营养液罐712中，然后通过控制单元4通过设在营养液供应舱7内的第二紫外消毒模块进行内部消毒；

b、控制单元4通过设在培养单元3内的第一紫外灯模块314对培养单元3进行内部消毒，控制单元4通过升降机构217将观察窗玻璃板205降下，然后控制培养单元3将抽屉302弹出，然后将肿瘤细胞放置在培养单元3中，然后将观察窗玻璃板205上升将培养单元3与外界隔离开来；

c、 控制单元4通过营养液供应舱7中超纯水模块702、第一营养液罐711、第二营养液罐712和计量泵713控制进入每个配制罐705中营养液成分的含量，然后通过营养液泵703送入培养单元3中；

d、根据肿瘤细胞培养实验的要求对培养单元3中肿瘤细胞进行培养，培养结束后控制单元4控制升降机构217将观察窗玻璃205降下，将培养单元3中肿瘤细胞取出，在显微镜下进行观察、记录和分析相关数据。

工作时，通过控制单元4将密封门105打开，然后将营养液原料放置架710拉出，将所需的营养液加入到第一营养液罐711、第二营养液罐712、第三营养液罐和第N营养液罐中，然后将四通阀转向与计量泵713相连通的方向，控制单元4根据实验要去计算所需的营养液含量然后控制计量泵713抽取设定量第一营养液罐711、第二营养液罐712、第三营养液罐和第N营养液罐中的营养液，然后泵入配制罐705中，然后通过超纯水模块702向配制罐705配置设定量的超纯水，配置罐705采用玻璃材质，在配制罐705内还安装有搅拌机构，通过搅拌机构对混合的营养液进行搅拌，当配置罐705充满时与配制罐705相连接的营养液管上的阀门关闭，然后将第二个配制罐705的阀门打开，重复上述操作向第二个配制罐705中灌装营养液，直至所有配制罐705中灌满按照实验要求配置的不同含量的营养液，然后将营养液原料放置架710推回将密封门105关闭，然后通过控制单元4通过设在营养液供应舱7内的第二紫外消毒模块进行内部消毒，将配制罐705中的杂菌去除。

然后控制单元4通过设在培养单元3内的第一紫外灯模块314对培养单元3进行内部消毒，控制单元4通过升降机构217将观察窗玻璃板205降下，然后通过滚动轮323将抽屉302从培养箱301中取出，然后将肿瘤细胞放置在培养基座303的仿真培养模块336内，然后通过滚动轮323将抽屉302退回到培养箱301中，通过培养箱密封胶条310将培养箱301和抽屉302密封，然后将观察窗玻璃板205上升将培养单元3与外界隔离开来，然后通过营养液泵703将配置罐705中的营养液送入仿真培养模块336，培养结束后控制单元4控制升降机构217将观察窗玻璃205降下，将培养单元3中肿瘤细胞取出，在显微镜下进行观察、记录和分析相关数据。

以上仅为本发明的优选实施例而已，只为说明本发明的方案及效果，不能被认为用于限定本发明的实施范围，应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种肿瘤细胞智能培养系统，包括细胞培养装置和细胞培养装置相连接的控制单元，还包括设在细胞培养装置内的至少一个培养单元，其特征在于：所述细胞培养装置包括箱体，箱体内设有与控制单元相连接的营养液供应舱，在营养液供应舱外侧设有与箱体一体化设计的观察窗模块，在营养液供应舱上设有与控制单元相连接的培养单元，在营养液供应舱上远离观察窗模块端设有与控制单元相连接的管道箱，管道箱与营养液供应舱和培养单元相连通。

2.根据权利要求1所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述细胞培养装置的箱体包括设在地面上的箱体底座，在箱体底座上靠近地面端设有支撑模块，支撑模块上设有万向轮；在箱体底座上两侧向远离地面端延伸有箱体左侧板和箱体右侧板，箱体左侧板和箱体右侧板相互平行且与箱体底座相垂直，在箱体左侧板上设有与营养液供应舱相配合的密封门；在箱体左侧板和箱体右侧板上远离观察窗模块端设有箱体后侧板，箱体后侧板与箱体左侧板和箱体底座相垂直，在箱体左侧板和箱体右侧板上远离箱体底座端设有箱体顶板，箱体底座、箱体左侧板、箱体后侧板、箱体顶板和箱体右侧板采用一体化设计；在培养箱供应舱上部与箱体左侧板、箱体后侧板、箱体顶板和箱体右侧板所围成的区域构成培养箱室。

3.根据权利要求2所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述观察窗模块包括与箱体左侧板一体化设计的观察窗左滑轨，包括与箱体右侧板一体化设计的观察窗右滑轨，观察窗左滑轨和观察窗右滑轨的结构相同且相对于箱体对称布置，观察窗左滑轨内设有第一滑槽，在第一滑槽内侧面上沿曲面设有第一密封橡胶层；在观察窗右滑轨和观察窗左滑轨之间设有观察窗前侧板，观察窗前侧板内设有与第一滑槽相配合的观察窗玻璃板，在观察窗玻璃板两侧设有与第一滑槽滑动配合的第二密封滑块，在第二密封滑块上靠近箱体顶板端设有密封膨胀销，观察窗玻璃板采用变色玻璃，在观察窗前侧板内设有与控制单元相连接并与观察窗玻璃板相配合的升降机构；在观察窗右滑轨和观察窗左滑轨上远离箱体底座端设有与箱体顶板一体化设计的观察窗密封顶板，在观察窗密封顶板内设有与第一滑槽相连通的密封顶板滑槽，在密封顶板滑槽之间设有与观察窗玻璃板相配合的第二密封槽，在第二密封槽内侧面上沿曲面设有通过输气管与管道箱相连通的第一气囊，在观察窗密封顶板上远离箱体顶板端侧面上设有与第一气囊相连通的排气阀，第二密封槽与密封顶板滑槽相连通；在密封顶板滑槽内设有与密封膨胀销滑动配合的密封销孔，在密封销孔内设有与管道箱相连通的排气孔。

4.根据权利要求3所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述培养单元呈阵列排布，培养单元之间设有采用一体化设计的横向隔离板和纵向隔离板，横向隔离板和纵向隔离板相互垂直，纵向隔离板与营养液供应舱上表面相垂直；培养单元包括通过管道箱与营养液供应舱相连通的培养箱，培养箱包括与横向隔离板相配合的培养箱底板，在培养箱底板上设有与管道箱相连通的导管引导模块，在管道引导模块内设有管道引导孔，在管道引导模块上设有与控制单元相连接的传感器模块，传感器模块包括温度传感器、压力传感器、二氧化碳浓度传感器、氧含量传感器和生物传感器，生物传感器为基于微波谐振的生物传感器；在培养箱底板的左右两侧向远离培养箱底板端延伸有结构相同且对称布置的培养箱滑轨，培养箱滑轨与培养箱底板垂直，培养箱滑轨包括两个平行设置的第一挡板，两个第一挡板之间的区域构成培养箱滑槽，在培养箱滑轨上远离培养箱底板端设有培养箱顶板，培养箱顶板与培养箱滑轨相垂直，在培养箱顶板上靠近培养箱滑轨端设有与培养箱滑槽相连通的第二滑槽，在培养箱顶板上靠近培养箱底板端且远离管道箱端设有培养箱密封胶条，培养箱密封胶条呈长方体状且沿长度方向轴线与培养箱滑轨相垂直，在培养箱密封胶条上设有与控制单元相连接的弹性机构，在培养箱顶板上靠近培养箱底板端设有与控制单元相连接的至少一个第一紫外灯模块，在培养箱滑轨和培养箱顶板之间的区域构成培养仓。

5.根据权利要求4所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述培养箱底板上靠近管道箱端设有培养箱后侧板，培养箱后侧板与培养箱底板和培养箱滑轨相垂直，在培养箱后侧板上设有与第二滑槽相连通的第二排气孔，在培养箱后侧板内设有与两个第二排气孔相连通的第二排气管道，在排气管道上远离第二滑槽端与管道箱相连通；在培养箱后侧板上设有与培养仓相连通的第三排气孔，在培养箱后侧板内设有与第三排气孔相配合的第一电磁阀，在培养箱后侧板内设有将不同培养箱相连通的培养箱输排气管道。

6.根据权利要求5所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述培养箱内设有抽屉，抽屉包括与培养箱滑轨滑动配合的抽屉侧板，在抽屉侧板上靠近培养箱底板端设有与控制单元相连接的滚动轮，滚动轮内设有驱动电机；在抽屉侧板上靠近培养箱顶板端设有与第二滑槽相配合的第一密封滑块，还包括与抽屉侧板相垂直的抽屉前板，在抽屉前板上靠近培养箱顶板端设有与培养箱密封胶条滑动配合的第三密封槽，还包括与抽屉前板相垂直的抽屉底板。

7.根据权利要求6所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述在抽屉内设有培养基座，培养基座包括与控制单元相连接的倾斜平台，在倾斜平台上设有培养模块，培养箱模块包括采用双层外壳结构，双层外壳之间的区域构成水浴槽，在水浴槽上设有与培养箱供应舱相连通的加热水入口和加热水出口，还设有与营养液供应舱相连通的营养液入口，在水浴槽内设有与营养液入口相连通的营养液管；水浴槽所围成的区域构成培养舱，在培养舱上远离倾斜平台端设有与控制单元相连接的第一阀门模块，在培养箱模块上设有与营养液供应舱相连通的气体入口，包括与第一阀门模块上表面相平齐的玻璃盖板，还包括与营养液供应舱相连通的营养液出口；在培养舱内设有培养舱底板，培养舱底板上端面在远离第一阀门模块端向靠近倾斜平台端延伸构成营养液废液池，在培养箱底板上设有仿真培养模块，仿真培养模块上设有多个微孔。

8.根据权利要求7所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述营养液供应舱包括与观察窗前侧板相配合的防护板，在防护板上远离密封门侧设有进气格栅，包括与培养单元相连通且与进气格栅相配合的空气过滤芯，空气过滤芯包括消毒杀菌模块、制氧模块和二氧化碳模块，在空气过滤芯靠近密封门侧设有与控制单元相连接的超纯水模块，超纯水模块与控制单元相连接，在超纯水模块靠近密封门侧设有营养液架，营养液架由相互垂直的隔离板构成，隔离板之间的区域构成营养液配置区，在营养液配置区内设有与超纯水模块相连通的配置罐，在配置罐上设有与控制单元相连接的第二阀门模块，在第二阀门模块上设有与超纯水模块相连通的超纯水管，与培养单元相连通的营养液管和至少一个原料管，还设有与配置罐相连通的营养液泵；在营养液架上方设有原料罐模块。

9.根据权利要求8所述肿瘤细胞智能培养系统，其特征在于：所述原料罐模块包括与营养液架相配合的支撑架，在支撑架上远离营养液架上设有营养液原料放置架，营养液原料放置架与支撑架滑动配合，在支撑架上设有至少一个第一营养液罐和第二营养液罐，第一营养液罐和第二营养液罐相连通，还设有至少一个与配置罐相连通的计量泵，在营养液供应舱内设有与控制单元相连接的第二紫外消毒模块；所述管道箱包括至少一个管道模块，管道模块一端与营养液配置区相连通，另一端与培养单元相连通。

10.一种肿瘤细胞智能培养方法，包括营养液供应舱，营养液供应舱通过管道箱与培养单元相连接，通过空气过滤芯保持各个培养单元内的供气条件相同，其特征在于包括以下步骤：

a、将密封门打开，然后将营养液原料放置架拉出，然后加入营养液所需要的原料在第一营养液罐和第二营养液罐中，然后通过控制单元通过设在营养液供应舱内的第二紫外消毒模块进行内部消毒；

b、控制单元通过设在培养单元内的第一紫外灯模块对培养单元进行内部消毒，控制单元通过升降机构将观察窗玻璃板降下，然后控制培养单元将抽屉弹出，然后将肿瘤细胞放置在培养单元中，然后将观察窗玻璃板上升将培养单元与外界隔离开来；

c、控制单元通过营养液供应舱中超纯水模块、第一营养液罐、第二营养液罐和计量泵控制进入每个配制罐中营养液成分的含量，然后通过营养液泵送入培养单元中；

d、根据肿瘤细胞培养的要求对培养单元中肿瘤细胞进行培养，培养结束后控制单元控制升降机构将观察窗玻璃降下，将培养单元中肿瘤细胞取出，在显微镜下进行观察、记录和分析相关数据。

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