CN115985432A - 一种细胞培养实验室综合管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种细胞培养实验室综合管理方法及系统，系统包括置物台、光栅阵列、预警模块以及数据处理模块。本申请通过实时监控每一容器与光栅阵列的距离，根据距离的变化从而获取被取用的容器，进而得到当前细胞培养实验的实际操作流程，实现对细胞培养实验流程的自动监管，避免人工管理和手动记录的方式，实现数字化和自动化管理，提高了管理效率，同时，由于每一操作流程都能被实时监督，当操作失误时能够及时进行自动预警，加强了细胞培养实验的质控管理，提高了细胞培养质量，解决了现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。

Description

一种细胞培养实验室综合管理方法及系统

技术领域

本发明涉及实验室管理技术领域，特别涉及一种细胞培养实验室综合管理方法及系统。

背景技术

细胞培养作为现代医学乃至整个生命科学研究不可或缺的实验技术手段，是各类实验技术平台的重要组成部分。细胞培养除了需要娴熟的操作技术外，更多体现在培养技术的过程复杂，无菌的要求严格。影响细胞培养成败的因素很多，任何一个环节出现问题会直接导致细胞培养产品不合格。因此，对细胞培养过程进行有效监管对细胞培养过程的质控把关具有很大意义。

细胞培养（cell culture）是指在体外模拟体内环境（无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等），使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。细胞培养过程一般包括前期准备工作、取材、培养、冻存及复苏等环节，各个环节中需要借助不同的实验器具协助完成，例如，需要将细胞接入培养瓶或培养基中，然后添加相应的营养液用于细胞生长，待细胞生长至一定阶段，还需要对正在培养中的细胞进行周期性观察，观察的内容包括细胞是否生长良好，形态是否正常，有无污染，培养基的PH是否太酸或太碱（由酚红指示剂指示），此外对培养温度和CO₂浓度也要定时检查。

现有技术中，细胞培养过程的流程信息管理均由实验室技术人员通过人工管理和手动记录完成，数字化和自动化程度较低，尤其是在面对数量较大的细胞培养任务时，很容易发生流程信息的遗漏和错误，导致流程信息无法追溯，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种细胞培养实验室综合管理方法及系统，用于解决现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。

本发明一方面提供一种细胞培养实验室综合管理系统，包括：

置物台，包括设于置物台上的置物架，所述置物架用于收纳实验器具，所述实验器具包括若干容器，所述容器用于容纳细胞培养所需的营养液；

光栅阵列，设于所述置物台上且位于容器的上方，所述光栅阵列包括若干光栅，每一容器对应不同编号的光栅，根据光栅与容器间的光线行程获取容器与光栅阵列的距离，根据距离是否变化识别与当前光栅对应的容器是否脱离置物架；

预警模块，连接数据处理模块，根据数据处理模块的数据分析结果判断是否需要输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

数据处理模块，分别连接所述光栅阵列以及所述预警模块，用于分析所述光栅阵列上传的数据并将分析结果传输至所述预警模块。

另外，根据本发明上述的细胞培养实验室综合管理系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述容器包括第一容器主体、设于所述第一容器主体外侧的第二容器主体、以及连通所述第一容器主体与所述第二容器主体的两连通结构，两所述连通结构分设于所述第二容器主体上下两端，所述第二容器主体内设有一亮圆片，每一容器中容纳的液体对应一不同材质的亮圆片以根据亮圆片识别对应容器中容纳的液体，所述连通结构的内径小于所述亮圆片的截面直径，所述第一容器主体与所述第二容器主体的外侧壁均设有刻度值，所述刻度值用于显示所述第一容器主体与所述第二容器主体的内部液体余量。

进一步地，所述第二容器主体竖直设置、且与所述第一容器主体的中心竖轴共线。

本发明另一方面提供一种细胞培养实验室综合管理方法，应用于上述的细胞培养实验室综合管理系统，具体应用于数据处理模块，所述方法包括：

通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离；

判断所述距离是否发生变化以判断容器是否脱离置物架；

若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程；

将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比，根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致；

若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

另外，根据本发明上述的细胞培养实验室综合管理方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离的步骤之后包括：

通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器的结构特征，根据容器的结构特征构建每一容器的器具模型；

将构建得到的每一器具模型进行汇总并建立数字器具库，数字器具库中每一器具模型的陈列位置与置物架上容器的陈列位置一一对应；

当容器与光栅阵列的距离存在变化时，则存在容器被取用，通过所述数字器具库获取与光栅阵列距离变化的容器，该容器即为当前操作容器。

进一步地， 通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器的结构特征，根据容器的结构特征构建每一容器的器具模型的步骤包括：

获取容器的结构特征，所述结构特征包括器具轮廓，根据所述器具轮廓判断容器是否摆放标准；

若容器未摆放标准，则输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

若容器摆放标准，则根据器具轮廓构建每一容器的器具模型。

进一步地，根据所述器具轮廓判断容器是否摆放标准的步骤包括：

分别获取每一光栅的光线发射数量以及接收数量；

判断接收数量与发射数量是否一致；

若接收数量与发射数量一致，则容器摆放标准；

若接收数量与发射数量不一致，则容器未摆放标准，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

进一步地，若存在容器与光栅阵列的距离发生变化的步骤包括：

当光栅收到的光线行程距离变大时，则与该光栅对应的容器用于当前细胞培养实验而被取用，该光栅的光线脱离与该光栅对应的容器直接接触置物架，导致光线行程距离变大；

当光栅收到的光线行程距离再次恢复至初始距离时，则与该光栅对应的容器已结束取用而被重新归位于置物架，该光栅的光线重新接触与该光栅对应的容器。

进一步地，光栅收到的光线行程距离再次恢复至初始距离时，则与该光栅对应的容器已结束取用而被重新归位于置物架的步骤之后包括：

通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器内的物料余量，根据物料初始量结合所述余量获取该物料在当前细胞培养实验的实际取用量；

根据该物料的预设取用量判断该物料在当前细胞培养实验的实际取用量是否满足该物料的预设取用量；

若不满足，则输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

进一步地，通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器内的物料余量的步骤包括：通过光栅阵列识别容器并收集经容器反射回的所有光线，对收集到的所有光线进行汇总筛选以获得光强最大光线，所述光强最大光线为经所述亮圆片反射后的光线；

根据所述光强最大光线的光线行程获取对应容器内的物料余量。

上述细胞培养实验室综合管理方法及系统，通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离并对获取到的距离进行监控，监控获取到的距离是否发生变化进行判断容器是否脱离置物架，若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，进而获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程，将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比，根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致；若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

从而，通过实时监控每一容器与光栅阵列的距离，根据距离的变化从而获取被取用的容器，进而得到当前细胞培养实验的实际操作流程，实现对细胞培养实验流程的自动监管，避免人工管理和手动记录的方式，实现数字化和自动化管理，提高了管理效率，同时，由于每一操作流程都能被实时监督，当操作失误时能够及时进行自动预警，加强了细胞培养实验的质控管理，提高了细胞培养质量，解决了现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例中细胞培养实验室综合管理方法的流程图；

图2为本发明第二实施例中细胞培养实验室综合管理方法的流程图；

图3为本发明第二实施例中步骤S2011-S2013的流程图；

图4为本发明中容器的结构示意图；

图5为本发明中容器的剖视图；

图6为图5中区域A的局部放大图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。本申请提供一种细胞培养实验室综合管理方法及系统，具体的：

一种细胞培养实验室综合管理系统，包括：

置物台，包括设于置物台上的置物架，所述置物架用于收纳实验器具，所述实验器具包括若干容器，所述容器用于容纳细胞培养所需的营养液；

光栅阵列，设于所述置物台上且位于容器的上方，所述光栅阵列包括若干光栅，每一容器对应不同编号的光栅，根据光栅与容器间的光线行程获取容器与光栅阵列的距离，根据距离是否变化识别与当前光栅对应的容器是否脱离置物架；

预警模块，连接数据处理模块，根据数据处理模块的数据分析结果判断是否需要输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

数据处理模块，分别连接所述光栅阵列以及所述预警模块，用于分析所述光栅阵列上传的数据并将分析结果传输至所述预警模块。

请参阅图4-6，所述容器100包括第一容器主体110、设于所述第一容器主体110外侧的第二容器主体120、以及连通所述第一容器主体110与所述第二容器主体120的两连通结构130，两所述连通结构130分设于所述第二容器主体120上下两端，所述第二容器主体120内设有一亮圆片200，每一容器中容纳的液体对应一不同材质的亮圆片200以根据亮圆片200识别对应容器中容纳的液体，具体的，由于不同材质的亮圆片200对光线的反射效果不同，使得光栅获取到的反射光线的数量也不同，故可通过不同材质的亮圆片200标记不同容器中容纳的液体，用于识别对应容器中容纳的液体。所述连通结构130的内径小于所述亮圆片200的截面直径以避免亮圆片200脱离第二容器主体120而进入至第一容器主体110中，所述第一容器主体110与所述第二容器主体120的外侧壁均设有刻度值，所述刻度值用于显示所述第一容器主体110与所述第二容器主体120的内部液体余量。

进一步地，为了使得亮圆片200具有最佳反射效果，使得光栅获取到的反射光线强度损失最小，在本实施例中，所述第二容器主体120竖直设置、且与所述第一容器主体110的中心竖轴共线，以使光栅发射的光线能够竖向进入到亮圆片200的表面而反射再次被光栅获取，避免光线散射；在一些可选实施例中，以使光栅发射的光线能够垂直进入到亮圆片200的表面而反射再次被光栅获取，避免光线散射。

作为一个具体示例，第一容器主体110的横截面大于第二容器主体120的横截面，主要通过第一容器主体110容纳溶液300，为了便于光栅识别容器内的溶液300高度，将第二容器主体120设于第一容器主体110的外侧、且与第一容器主体110连通，使得第二容器主体120的液面高度与第一容器主体110的液面高度持平，从而通过光栅测量第二容器主体120的液面高度即可获知容器内的容纳的溶液300高度，结合识别得到的数字器具库中的容器大小，测算出该容器的容积，从而根据光栅测量到的第二容器主体120的液面高度差，即可得到每一次使用容器时所消耗的溶液300的量。需要进一步说明的是，在实际使用过程中，第一容器主体110内盛装液体的液面高度不超过第二容器主体120与第一容器主体110连通的上连通口，以使第二容器主体120与第一容器主体110连通且液面高度一致，从而通过光栅测量第二容器主体120的液面高度即可获知容器内的容纳的溶液300高度。

在本申请中，通过实时监控每一容器与光栅阵列的距离，根据距离的变化从而获取被取用的容器，进而得到当前细胞培养实验的实际操作流程，实现对细胞培养实验流程的自动监管，避免人工管理和手动记录的方式，实现数字化和自动化管理，提高了管理效率，同时，由于每一操作流程都能被实时监督，当操作失误时能够及时进行自动预警，加强了细胞培养实验的质控管理，提高了细胞培养质量，解决了现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。

实施例一

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的细胞培养实验室综合管理方法，应用于上述的细胞培养实验室综合管理系统，方法具体包括步骤S101-S106：

S101、通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离。

S102、判断距离是否发生变化以判断容器是否脱离置物架。

若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，执行步骤S103。

S103、获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程。

S104、将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比。

S105、根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致。

若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，执行步骤S106。

S106、输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

综上，本发明上述实施例当中的细胞培养实验室综合管理方法，通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离并对获取到的距离进行监控，监控获取到的距离是否发生变化进行判断容器是否脱离置物架，若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，进而获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程，将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比，根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致；若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

从而，通过实时监控每一容器与光栅阵列的距离，根据距离的变化从而获取被取用的容器，进而得到当前细胞培养实验的实际操作流程，实现对细胞培养实验流程的自动监管，避免人工管理和手动记录的方式，实现数字化和自动化管理，提高了管理效率，同时，由于每一操作流程都能被实时监督，当操作失误时能够及时进行自动预警，加强了细胞培养实验的质控管理，提高了细胞培养质量，解决了现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。

实施例二

请查阅图2，所示为本发明第二实施例中的细胞培养实验室综合管理方法，应用于上述的细胞培养实验室综合管理系统，方法具体包括步骤S201-S206：

S201、通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离。

在本实施例中，光栅阵列设于容器的上方，每一容器上面均设有能够完全覆盖该容器的光栅单元，每一光栅单元包括多个光栅，通过光栅单元中的光栅发射和接收光线，从而获取每一容器与光栅阵列的距离。在常规状态中，每一容器均直立置于置物架中，此时，可以理解的，光栅单元匹配的是与该光栅单元对应的容器的俯视区域。

请参阅图3，为了能够更好的识别容器与光栅阵列的距离是否存在变化，在本实施例中，通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离之后包括步骤S2011-S2013：

S2011、通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器的结构特征，根据容器的结构特征构建每一容器的器具模型。

在本实施例中，获取容器的结构特征，结构特征包括器具轮廓，根据器具轮廓判断容器是否摆放标准，当容器未摆放标准时，则输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；当容器摆放标准时，则根据器具轮廓构建每一容器的器具模型。具体的，为了准确识别、判断容器是否摆放标准，在本实施例中，分别获取每一光栅的光线发射数量以及接收数量；判断接收数量与发射数量是否一致；若接收数量与发射数量一致，则容器摆放标准；若接收数量与发射数量不一致，则容器未摆放标准，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

可以理解的，若容器未摆放标准，则说明此时的容器可能存在倾斜、错位等存放状态，进而与系统录入的初始状态不一致，即与系统录入的标准摆放状态不一致。以细胞培养时常用到的培养皿为例，对培养皿倾斜摆放进行说明，由于培养皿的结构特征不存在大面积的弧面，一般包括底面结构以及位于底面结构上方且与底面结构的表面垂直设置的边缘框，当培养皿标准摆放时，光栅单元识别以及发射出的光线经底面结构的表面以及边缘框的顶部反射后，原路返回至光栅单元，此时，光栅单元发射和接收的光线数量是一致的；若培养皿倾斜摆放，则光栅单元发射出的光线中，部分将通过边缘框的侧面成角度反射而无法回归至与培养皿对应的光栅单元中，此时，光栅单元发射和接收的光线数量存在数量差。即可理解的，当光栅单元发射和接收的光线数量存在数量差时，容器未按摆放标准进行摆放。

S2012、将构建得到的每一器具模型进行汇总并建立数字器具库，数字器具库中每一器具模型的陈列位置与置物架上容器的陈列位置一一对应。

为了提高系统对于容器的识别响应速度，降低系统的计算量，在本实施例中，将同一实验室内的容器构建为一数字器具库，通过数字器具库总体掌控该实验室内容器的使用情况，避免出现当需结合多个置物台上的容器进行细胞培养时，由于每一置物台之间缺乏关联，出现取用的容器无法关联的情况，导致系统记录的当前细胞培养实验的操作流程，不属于用户（例如：实验室技术人员）的真实操作流程，从而影响系统做出正确的判断。

S2013、当容器与光栅阵列的距离存在变化时，则存在容器被取用，通过数字器具库获取与光栅阵列距离变化的容器，该容器即为当前操作容器。

当容器被取用时，说明该容器脱离了置物架，与该容器对应的光栅单元的检测光线将直接接触置物架的底座，从而增加光线行程，导致该容器与光栅阵列的距离存在变化。

S202、判断距离是否发生变化以判断容器是否脱离置物架。

在本实施例中，当光栅收到的光线行程距离变大时，则与该光栅对应的容器用于当前细胞培养实验而被取用，该光栅的光线脱离与该光栅对应的容器直接接触置物架，导致光线行程距离变大；

当光栅收到的光线行程距离再次恢复至初始距离时，则与该光栅对应的容器已结束取用而被重新归位于置物架，该光栅的光线重新接触与该光栅对应的容器。

进一步的，为了避免出现容器只是被取出而没有被采用的情况，在本实施例中，通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器内的物料余量，根据物料初始量结合余量获取该物料在当前细胞培养实验的实际取用量；根据该物料的预设取用量判断该物料在当前细胞培养实验的实际取用量是否满足该物料的预设取用量；若不满足，则输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

具体的，当需要使用液体试剂时，例如，采用酚红指示剂检测培养基的PH是否太酸或太碱时，可以通过检测酚红指示剂的余量进而获取酚红指示剂是否被使用以及使用量的情况。当识别到酚红指示剂的余量没有减少时，则可以理解为该试剂只是被取出而没有被采用，此时，系统需重点关注该试剂是否需要应用到当前操作流程中，进而加强对细胞培养时的质控管理，提高细胞培养质量。

作为一个具体示例，在通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器内的物料余量的过程中：通过光栅阵列识别容器并收集经容器反射回的所有光线，对收集到的所有光线进行汇总筛选以获得光强最大光线，所述光强最大光线为经所述亮圆片反射后的光线；根据所述光强最大光线的光线行程获取对应容器内的物料余量。

若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，执行步骤S203；

若存在容器与光栅阵列的距离未发生变化，则该容器未被取用，返回执行步骤S201。

S203、获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程。

在实际操作过程中，一般根据操作流程操作细胞培养实验，换言之，通过容器的取用顺序可反向获知当前细胞培养实验的实际操作流程，从而与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比。

S204、将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比。

在对比的过程中，包括操作流程的对比，还包括每一环节中的物料具体用量的对比，从而提高对细胞培养实验的质控精度。

S205、根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致。

若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，执行步骤S206；

若一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程符合当前细胞培养的操作要求，返回执行步骤S201。

S206、输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

综上，本发明上述实施例当中的细胞培养实验室综合管理方法，通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离并对获取到的距离进行监控，监控获取到的距离是否发生变化进行判断容器是否脱离置物架，若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，进而获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程，将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比，根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致；若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

从而，通过实时监控每一容器与光栅阵列的距离，根据距离的变化从而获取被取用的容器，进而得到当前细胞培养实验的实际操作流程，实现对细胞培养实验流程的自动监管，避免人工管理和手动记录的方式，实现数字化和自动化管理，提高了管理效率，同时，由于每一操作流程都能被实时监督，当操作失误时能够及时进行自动预警，加强了细胞培养实验的质控管理，提高了细胞培养质量，解决了现有技术中，通过人工管理和手动记录完成细胞培养过程，管理效率低下，且不利于对细胞培养过程进行质控管理的技术问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种细胞培养实验室综合管理系统，其特征在于，包括：

置物台，包括设于置物台上的置物架，所述置物架用于收纳实验器具，所述实验器具包括若干容器，所述容器用于容纳细胞培养所需的营养液；

光栅阵列，设于所述置物台上且位于容器的上方，所述光栅阵列包括若干光栅，每一容器对应不同编号的光栅，根据光栅与容器间的光线行程获取容器与光栅阵列的距离，根据距离是否变化识别与当前光栅对应的容器是否脱离置物架；

预警模块，连接数据处理模块，根据数据处理模块的数据分析结果判断是否需要输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

数据处理模块，分别连接所述光栅阵列、以及所述预警模块，用于分析所述光栅阵列上传的数据并将分析结果传输至所述预警模块。

2.根据权利要求1所述的细胞培养实验室综合管理系统，其特征在于，所述容器包括第一容器主体、设于所述第一容器主体外侧的第二容器主体、以及连通所述第一容器主体与所述第二容器主体的两连通结构，两所述连通结构分设于所述第二容器主体上下两端，所述第二容器主体内设有一亮圆片，每一容器中容纳的液体对应一不同材质的亮圆片以根据亮圆片识别对应容器中容纳的液体，所述连通结构的内径小于所述亮圆片的截面直径，所述第一容器主体与所述第二容器主体的外侧壁均设有刻度值，所述刻度值用于显示所述第一容器主体与所述第二容器主体的内部液体余量。

3.根据权利要求2所述的细胞培养实验室综合管理系统，其特征在于，所述第二容器主体竖直设置、且与所述第一容器主体的中心竖轴共线。

4.一种细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-3所述的细胞培养实验室综合管理系统，具体应用于数据处理模块，所述方法包括：

通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离；

判断所述距离是否发生变化以判断容器是否脱离置物架；

若存在容器与光栅阵列的距离发生变化，则该容器被取用而脱离置物架，获取每一容器与光栅阵列的距离变化顺序并根据变化顺序确定容器的应用顺序以构建当前细胞培养实验的实际操作流程；

将实际操作流程与当前细胞培养实验的预设操作流程进行对比，根据对比结果判断实际操作流程与预设操作流程是否一致；

若不一致，则当前细胞培养实验的实际操作流程不符合当前细胞培养的操作要求，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

5.根据权利要求4所述的细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于，通过光栅阵列获取每一容器与光栅阵列的距离的步骤之后包括：

通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器的结构特征，根据容器的结构特征构建每一容器的器具模型；

将构建得到的每一器具模型进行汇总并建立数字器具库，数字器具库中每一器具模型的陈列位置与置物架上容器的陈列位置一一对应；

当容器与光栅阵列的距离存在变化时，则存在容器被取用，通过所述数字器具库获取与光栅阵列距离变化的容器，该容器即为当前操作容器。

6. 根据权利要求5所述的细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于， 通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器的结构特征，根据容器的结构特征构建每一容器的器具模型的步骤包括：

获取容器的结构特征，所述结构特征包括器具轮廓，根据所述器具轮廓判断容器是否摆放标准；

若容器未摆放标准，则输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警；

若容器摆放标准，则根据器具轮廓构建每一容器的器具模型。

7.根据权利要求6所述的细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于，根据所述器具轮廓判断容器是否摆放标准的步骤包括：

分别获取每一光栅的光线发射数量以及接收数量；

判断接收数量与发射数量是否一致；

若接收数量与发射数量一致，则容器摆放标准；

若接收数量与发射数量不一致，则容器未摆放标准，输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

8.根据权利要求5所述的细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于，若存在容器与光栅阵列的距离发生变化的步骤包括：

当光栅收到的光线行程距离变大时，则与该光栅对应的容器用于当前细胞培养实验而被取用，该光栅的光线脱离与该光栅对应的容器直接接触置物架，导致光线行程距离变大；

当光栅收到的光线行程距离再次恢复至初始距离时，则与该光栅对应的容器已结束取用而被重新归位于置物架，该光栅的光线重新接触与该光栅对应的容器。

9.根据权利要求8所述的细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于，光栅收到的光线行程距离再次恢复至初始距离时，则与该光栅对应的容器已结束取用而被重新归位于置物架的步骤之后包括：

通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器内的物料余量，根据物料初始量结合所述余量获取该物料在当前细胞培养实验的实际取用量；

根据该物料的预设取用量判断该物料在当前细胞培养实验的实际取用量是否满足该物料的预设取用量；

若不满足，则输出警示信号以对用户的当前操作进行自动预警。

10.根据权利要求9所述的细胞培养实验室综合管理方法，其特征在于，通过光栅阵列识别容器并根据光栅的光线行程获取容器内的物料余量的步骤包括：

通过光栅阵列识别容器并收集经容器反射回的所有光线，对收集到的所有光线进行汇总筛选以获得光强最大光线，所述光强最大光线为经亮圆片反射后的光线；

根据所述光强最大光线的光线行程获取对应容器内的物料余量。

Images