CN116875461A - 细胞培养检测设备、方法以及其应用 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种细胞培养检测设备、方法及其应用，设备该包括底座、移液装置、控制装置、培养区以及试剂区。移液装置设置于底座上；控制装置与移液装置电性连接；培养区设置于底座上，培养区沿第一方向延伸，培养区内设置有培养板，培养板具有多个用于进行细胞培养和/或化学物分析的培养腔；试剂区设置于底座上与培养区相邻设置，试剂区以及培养区沿第二方向相邻排布，第二方向与第一方向垂直，试剂区用于放置容纳试剂的容器。细胞培养检测设备具有自动化程度高且体积小的优点。通过将复杂的操作集成到该细胞培养检测设备中，同时剔除占时长且智能需求低的操作，可以提高细胞培养检测设备的处理效率，满足细胞或类器官的工业化生产。

Description

细胞培养检测设备、方法以及其应用

技术领域

本申请涉及细胞技术领域，特别是涉及一种细胞培养检测设备、方法及其应用。

背景技术

随着生命科学的发展，要想更好地攻克各种疾病，已不能仅仅满足于动物模型，复制和重建人类器官成为科学家们尝试发展的方向之一，细胞及类器官的培养技术随之成为重中之重。细胞及类器官的培养是生物学和医学研究最常用的手段之一，培养得到的类器官等体外三维模型可以用于药物筛选、精准医疗领域。培养的细胞类型可以包括：上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞、角质形成细胞、黑色素细胞、神经元、星形胶质细胞、肝细胞、骨骼肌细胞、平滑肌细胞、成骨细胞、肌细胞、软骨细胞、脂肪细胞、滑膜细胞、毛细胞、血细胞、干细胞等。在细胞以及类器官的培养过程中，出于采样、配比等目的，经常需要从某一种试剂中取出少量的液体，并将取出的试剂与另一试剂进行混匀操作。

相关技术中，通过人工操作或者液体处理工作站对液体进行移液工作，人工操作经常出现因操作人员的操作误差而严重影响样品制备的可信度。且、长时间的样品制备过程中，操作人员的身体健康也会受到影响。对于液体处理，其工作主要作用是在生物化学、医学、药学等领域中进行液体移动、分离及药物筛选等操作。在实验中，移液工作站可以通过存储预设程序、自动调整吸液深度、最小化容量误差等方式，使实验操作更加标准化。但是，移液工作站功能单一，不能实现体外复杂器官模型(例如类器官模型)的复杂培养操作步骤。而且移液工作站一般体积大，成本高，无法满足在体外器官模型建立和培养时对可移动性、环境变化等因素的要求。

发明内容

本申请提供了一种细胞培养检测设备、方法及其应用，能够自动化完成细胞以及类器官的培养，且操作精度高，能够提高工作效率和准确性，降低人力成本，而且体积更小，能够放入超净工作台中，方便转移。对需要更换培养环境的实验更加便利。

本申请实施例提供一种细胞培养检测设备，所述细胞培养检测设备包括：

底座；

移液装置，设置于所述底座上；

控制装置，与所述移液装置电性连接；

培养区，设置于所述底座上，所述培养区沿第一方向延伸，所述培养区内设置有培养板，所述培养板具有多个用于细胞培养和/或化学物分析的培养腔；

试剂区，设置于所述底座上，所述试剂区与所述培养区沿第二方向相邻排布，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述试剂区用于放置容纳试剂的容器。

在一些实施例中，还包括：

枪头区，设置于所述底座上，所述枪头区内设置有用于放置枪头的枪头盒，且所述试剂区，所述培养区与所述枪头区沿所述第二方向相邻排布；

其中，受控于所述控制装置，所述移液装置能够与所述枪头配合，吸取所述试剂区中的所述容器内的试剂，并将所述试剂转移至所述培养腔中。

在一些实施例中，还包括：

稀释区，设置于所述底座上，所述稀释区内设置有稀释板，所述稀释板具有多个用于进行试剂稀释的稀释腔，所述稀释区与所述枪头区沿所述第一方向相邻排布，所述试剂区、所述培养区以及所述稀释区沿所述第二方向相邻排布；

其中，所述移液装置能够与所述枪头区中的所述枪头配合，吸取所述试剂区中的所述容器内的试剂，并将所述试剂转移至所述稀释腔中进行稀释。

在一些实施例中，所述枪头区、所述培养区以及所述稀释区共同形成一矩形区。

在一些实施例中，还包括：

显示区，设置于所述底座上，所述显示区内设置有显示屏，所述显示区、所述试剂区、所述培养区以及所述枪头区沿所述第二方向相邻排布。

在一些实施例中，还包括：

扫码区，设置于所述底座上，所述扫码区内设置有扫码器，所述显示区与所述扫码区沿所述第一方向相邻排布，且所述扫码区、所述试剂区、所述培养区以及所述稀释区沿所述第二方向相邻排布。

在一些实施例中，还包括：

废液区，设置于所述底座上，所述废液区内设置有用于收集废液的废液盒，所述废液区以及所述试剂区沿所述第一方向相邻排布；

其中，所述移液装置能够移动至所述废液区，以将所述枪头中的废液释放至所述废液盒中。

在一些实施例中，还包括：

废料区，设置于所述底座上，所述废料区内设置有用于收集废弃枪头废料盒，所述废料区与所述培养区沿所述第一方向相邻排布，且所述废料区与所述废液区沿所述第二方向相邻排布；

其中，所述移液装置能够移动至所述废料区，以将废弃的所述枪头释放至所述废料盒中。

在一些实施例中，还包括：

位置校正区，设置于所述底座上，所述位置校正区内设置有用于校正所述移液装置位置的校正器，所述位置校正区与所述枪头区沿所述第一方向相邻排布，且所述废液区、所述废料区与所述位置校正区沿所述第二方向相邻排布。

在一些实施例中，所述试剂区包括：

制冷区，设置于所述底座上，所述制冷区内设置有用于对容器内试剂进行制冷的制冷装置；

加热区，设置于所述底座上，所述加热区内设置有用于对容器内的试剂进行加热的加热装置，所述加热区与所述制冷区沿所述第一方向相邻排布。

在一些实施例中，还包括：

倾斜驱动装置，设置于所述培养区内，用于支撑所述培养板，且用于驱动所述培养板一侧翘起，以使得所述培养腔中的液体向较低位置聚集；和/或

防漏液装置，直接或者间接地设置于所述移液装置上，且能够跟随所述移液装置移动，在所述移液装置吸取液体后，能够移动至所述移液装置下方，以承接所述移液装置滴落的液体。

在一些实施例中，所述细胞培养检测设备具有与所述第一方向以及所述第二方向均垂直的第三方向；所述移液装置还包括：

三维驱动组件，设置于底座上，所述移液装置设置于所述三维驱动组件上，所述三维驱动组件用于驱动所述移液装置在所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向上移动，以使所述移液装置至少在所述试剂区以及所述培养区之间移动。

本申请实施例第二方面提供一种细胞培养检测方法，应用于上任意一项所述的细胞培养检测设备，所述细胞培养检测方法包括以下步骤：

调配含有生物细胞和水凝胶的混合悬液；

将所述混合悬液注入至所述培养区的所述培养腔内；

待所述混合悬液凝固后，加培养基进行培养；

和/或

向培养生物模型的培养腔内加入设定浓度的药物；

对反应后的所述生物模型进行检测，得到检测结果。

本申请实施例第二方面提供一种如上任意一项所述的细胞培养检测设备在细胞、细胞模型以及类器官培养及化学物分析中的应用。

基于本申请提供的细胞培养检测设备、方法及其应用，至少具有以下两方面的技术效果：

第一，自动化程度高：移液装置能够自动移动至枪头区，与枪头盒中所需规格的枪头配合，并自动移动至试剂区，吸取容器中的试剂，再将试剂转移至培养区的培养腔中，实现细胞培养。整个过程无需人工操作，通过移液装置可以准确吸取所需的试剂量，调配后的样品制剂一致性高，整个过程流程化、标准化程度高，可信度也更高。且可以有效保证实验人员的身体健康；

第二，细胞培养检测设备体积小：通过在底座上划分出试剂区以及培养区，试剂区以及培养区沿第二方向排布，使得试剂区的容器与枪头区的枪头以及培养区内的培养板均具有较近的距离使得容器以及培养板在第二方向更加紧凑，不仅可以缩短移液装置的行程，节约能耗，而且可以缩小细胞培养检测设备在第二方向上的大小尺寸。

进一步地，由于培养区较长，培养区沿第一方向延伸，而不是沿第二方向延伸，使得细胞培养检测设备在第一方向以及第二方向上的尺寸更为接近，细胞培养检测设备整体更为方正。若培养区沿第二方向延伸，加上试剂区以及培养区沿第二方向排布，会使得细胞培养检测设备在第二方向尺寸(也即宽度)很大，整个细胞培养检测设备偏细长状，不利于缩小细胞培养检测设备的体积，也不利于运输、搬运以及包装细胞培养检测设备。才外，细胞培养检测设备通过将复杂的操作集成到该细胞培养检测设备中，同时剔除占时长且智能需求低的操作，可以提高细胞培养检测设备的处理效率，满足细胞或类器官的工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下部将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下部描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请一实施例中的细胞培养检测设备的俯视结构示意图；

图2是本申请一实施例中的细胞培养检测设备立体的结构示意图。

附图标记说明：100-细胞培养检测设备；10-底座；11-地脚；20-移液组件；21-移液泵；22-X轴驱动组件；23-Y轴驱动组件；24-Z轴驱动组件；30-枪头区；31-枪头；32-枪头盒；40-培养区；41-培养板；41a-培养腔；50-试剂区；51-制冷区；511-制冷装置；52-加热区；521-加热装置；60-稀释区；61-稀释板；61a-稀释腔；70-显示区；71-显示屏；80-扫码区；81-扫码器；90-废液区；91-废液盒；110-废料区；111-废料盒；120-位置校正区；121-校正器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下部将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下部的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文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，不是旨在于限制本申请。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。

请参阅图1-2，本申请实施例第一方面提供一种细胞培养检测设备100，培养腔41a用于细胞(包括原代培养以及传代培养等)或者类器官培养，或者用于进行化学物分析，化学分析包括药敏测试、药物筛选、毒性检测，染色检测、药敏培养等，细胞培养检测设备100包括控制装置、底座10、移液装置20、枪头区30、培养区40以及试剂区50。

底座10用于承载移液装置20以及枪头区30、培养区40以及试剂区50中的各个装置、本实施例对底座10的形状、尺寸以及材质等均可不作限定。示例性的，底座10的底部设置有用于承载底座10的地脚11，以将底座10抬高一定高度。地脚11可以由弹性材料制成，以更好地将底座10进行平稳放置；地脚11还可以采用螺纹配合的方式与底座10连接，以通过螺纹调整地脚11与底座10的螺接深度，来调整底座10各个位置处的地脚11对底座10的支撑高度，使得底座10可以更加平稳地放置在操作台上。

移液装置20设置于底座10上，且与控制装置电性连接，移液装置20可为移液泵21、气泵或者压电驱动装置等，以下以移液装置为移液泵21为例进行说明。移液泵21是一种用于将液体从一个容器转移到另一个容器的设备，以更加高效、准确地进行液体的转移。移液泵21可以移动至枪头区30的上方，并与枪头区30内的枪头31配合，实现移液操作。需要说明的是，移液泵21可以是气动移液泵21，也可以电动移液泵21，与移液泵21配合的枪头31可以是一次性的(使用一次后丢弃)，也可以是重复使用的。

枪头区30设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面，枪头区30内设置有用于放置枪头31的枪头盒32，枪头盒32用于整齐地放置一个或者多个枪头31，枪头31用于与移液泵21配合实现移液操作。枪头盒32可以同时存放大尺寸(大规格)的枪头31以及小尺寸(小规格)枪头31，例如，枪头31可包括10μL、10μL加长、20μL、50μL、100μL、200μL、300μL、500μL、1000μL、1250μL等多种规格的枪头31。

培养区40设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面，培养区40呈矩形状，且培养区40沿第一方向A延伸，也即，培养区40的长度方向与第一方向A平行。示例性的，第一方向A可为细胞培养检测设备100的长度方向。在其他实施例中，第一方向A也可为细胞培养检测设备100的长度方向。以下以第一方向A可为细胞培养检测设备100的长度方向为例进行说明。

培养区40内设置有一个或者多个培养板41，多个培养板41可沿第一方向A排布。每一培养板41均具有多个培养腔41a，培养腔41a用于细胞或者类器官培养，或者用于进行药敏测试、药敏培养等，本实施例对培养腔41a的具体功能不做限制。示例性的，培养腔41a可呈阵列排布。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括倾斜驱动装置，倾斜驱动装置设置于培养区40内，用于支撑培养板41，且用于驱动培养板41一侧翘起，以使得培养腔41a中的液体向较低位置聚集，从而使得移液泵21可以将培养腔41a中的液体吸取的更加干净、彻底。示例性的，倾斜驱动装置可以包括电机、偏心轮和升降杆，电机通过偏心轮与升降杆的一端连接，升降杆的另一端与培养板41的其中一个侧边连接，进而通过升降杆带动培养板一侧翘起。

试剂区50设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。试剂区50用于放置容纳试剂的容器(图中未示出)，需要说明的是，该容器也可以替换成试剂瓶(图中未示出)，或者试剂区50内同时放置有容器以及试剂瓶。试剂区50与培养区40相邻设置，使得试剂区50内的容器与培养区40内的培养板41具有较小的间距。试剂区50，培养区40与枪头区30沿第二方向B相邻排布，且三者的位置可以任意调换，示例性的，试剂区50，培养区40与枪头区30沿第二方向B依次相邻排布，也即，培养区40位于枪头区30以及试剂区50之间，如此，使得培养区40的培养板41与枪头区30的枪头31以及试剂区50内的容器均具有较近的距离，使得容器、培养板41以及枪头盒32在第二方向B更加紧凑，可以缩小细胞培养检测设备100在第二方向B上的大小尺寸。示例性的，容器可为试管或者试剂瓶。

其中，第二方向B与第一方向A垂直，在第一方向A为细胞培养检测设备100的长度方向时，第二方向B可为细胞培养检测设备100的宽度方向。以下第二方向B可为细胞培养检测设备100的宽度方向为例进行说明。

基于上述结构，在一种可行的移液过程中，移液泵21先移动至枪头区30上方，并下降至所需规格的枪头31所在高度，与枪头区30中的枪头31插接配合。然后，移液泵21带动枪头31移动至试剂区50，并下降一定高度以能够吸取试剂区50中的容器(或者试剂瓶)内的试剂。之后，移液泵21带着枪头31以及枪头31中的试剂，移动至培养区40的上方，并下降一定高度至所需培养腔41a的上方，将试剂释放于培养腔41a中，完成容器中试剂到培养腔41a中的移液过程。

在一些实施例中，枪头区30以及枪头区30的枪头盒32可以去掉，移液装置20可从细胞培养检测设备100外部获取枪头31实现移液操作。

综上，本实施例的细胞培养检测设备100至少具有以下两方面的技术效果：

第一，自动化程度高：移液泵21能够自动移动至枪头区30，与枪头盒32中所需规格的枪头31配合，并自动移动至试剂区50，吸取容器中的试剂，再将试剂转移至培养区40的培养腔41a中，实现细胞培养。整个过程无需人工操作，通过移液泵21可以准确吸取所需的试剂量，调配后的样品制剂一致性高，整个过程流程化、标准化程度高，可信度也更高。且可以有效保证实验人员的身体健康；

第二，细胞培养检测设备100体积小：通过在底座10上划分出试剂区50、培养区40以及枪头区30，试剂区50、培养区40以及枪头区30沿第二方向B排布，使得试剂区50的容器与枪头区30的枪头31以及培养区40内的培养板41均具有较近的距离，使得容器、培养板41以及枪头盒32在第二方向B更加紧凑，不仅可以缩短移液泵21的行程，节约能耗，而且可以缩小细胞培养检测设备100在第二方向B上的大小尺寸。进一步地，由于培养区40较长，培养区40沿第一方向A延伸，而不是沿第二方向B延伸，使得细胞培养检测设备100在第一方向A以及第二方向B上的尺寸更为接近，细胞培养检测设备100整体更为方正。若培养区40沿第二方向B延伸，加上试剂区50、培养区40以及枪头区30沿第二方向B排布，会使得细胞培养检测设备100在第二方向B尺寸(也即宽度)很大，整个细胞培养检测设备100偏细长状，不利于缩小细胞培养检测设备100的体积，也不利于运输、搬运以及包装细胞培养检测设备100。

请继续参阅图1-2，在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括稀释区60，稀释区60设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。稀释区60内设置有稀释板61，稀释板61具有多个用于进行试剂稀释的稀释腔61a。需要说明的是，稀释板61可采用与培养板41相同或者不同的结构，稀释腔61a也可采用与培养腔41a相同或者不同的结构。示例性的，稀释腔61a可呈阵列排布。

进一步地，试剂区50、培养区40以及稀释区60沿第二方向B相邻排布，且三者的位置可以任意调换，示例性的，试剂区50、培养区40以及稀释区60沿第二方向B依次相邻排布，也即，培养区40位于稀释区60以及试剂区50之间，如此，使得培养区40的培养板41与稀释区60的稀释区60以及试剂区50内的容器均具有较近的距离，使得容器、培养板41以及稀释板61在第二方向B更加紧凑，缩小细胞培养检测设备100在第二方向B上的大小尺寸。更进一步地，稀释区60与枪头区30沿第一方向A相邻排布，相比于将稀释区60与枪头区30沿第二方向B延伸，可以缩短细胞培养检测设备100在第二方向B上的尺寸。且相比于将稀释区60与培养区40沿第一方向A上排布，可以缩短细胞培养检测设备100在第一方向A上的尺寸。

基于上述结构，在另一种可行的移液过程中，移液泵21能够与枪头区30中的枪头31配合，吸取试剂区50中的容器内的试剂，并将试剂转移至稀释腔61a中进行稀释。具体地，移液泵21先移动至枪头区30上方，并下降至所需规格的枪头31所在高度，与枪头区30中的枪头31插接配合。然后，移液泵21带动枪头31移动至试剂区50，并下降一定高度以能够吸取试剂区50中的容器(或者试剂瓶)内的试剂。之后，移液泵21带着枪头31以及枪头31中的试剂，移动至稀释区60的上方，并下降一定高度至所需稀释腔61a的上方，并将试剂释放于第一个稀释腔61a中，将试剂与原来稀释腔61a中就存有的另一试剂混合后，取出部分液体，加入下一个稀释腔61a中，依此类推，直至最后一个稀释腔61a，完成容器中试剂到稀释腔61a中的移液过程以及试剂稀释过程。

需要说明的是，稀释区60以及稀释板61不是必需的，通过培养区40中的培养板41也可以完成试剂的稀释，通过设置独立的稀释区60，可以使得培养区40相对独立，具有更大面积设置培养板41，从而完成更大批量的细胞培养，进而提高培养效率，而且在部分实验中，例如，药敏培养过程中，培养板41用于细胞培养，此时培养板41不能进行试剂稀释，因此，需要通过稀释板61进行试剂稀释，并将稀释后的试剂移液到培养板41的培养腔41a中进行细胞培养，稀释板61与培养板41分工配合，可以进一步提高培养效率。

在一些实施例中，枪头区30、培养区40以及稀释区60共同形成一矩形区。具体地，培养区40的面积大于枪头区30的面积，也大于稀释区60的面积，例如，培养区40的面积为枪头区30面积与稀释区60面积的面积之和，因此，可以设置更多的培养腔41a对细胞进行大批量的培养，进而提高培养效率。更具体地，培养区40自身呈矩形设置并覆盖枪头区30、培养区40以及稀释区60三者所形成的矩形区的两个角位置，枪头区30以及稀释区60各自覆盖枪头区30、培养区40以及稀释区60三者所形成的矩形区的另外两个角位置，如此，使得枪头区30中的枪头盒32、培养区40中的培养板41以及稀释区60中的稀释板61的距离更短，缩短移液泵21的行程，而且可以使得细胞培养检测设备100在第一方向A以及第二方向B上均具有更小的尺寸，进而可以缩小细胞培养检测设备100的整体体积。

更进一步地，枪头区30、培养区40、试剂区50以及稀释区60也共同形成一矩形区，可以进一步缩小细胞培养检测设备100的整体体积。

请继续参阅图1，在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括显示区70，显示区70设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。显示区70内设置有显示屏71，显示区70、试剂区50、培养区40以及枪头区30沿第二方向B依次相邻排布，需要说明的是，其中，试剂区50、培养区40以及枪头区30三者的位置可以任意调换。如此，一方面，使得显示区70内的显示屏71位于细胞培养检测设备100的前侧，便于实验人员观看显示屏71，另一方面，显示区70、试剂区50、培养区40以及枪头区30沿第二方向B相邻排布，可以减小细胞培养检测设备100在第二方向B上的尺寸。

具体的，显示屏71用于显示实验流程及试验数量等信息，以方便实验人员监控实验过程。可选地，显示屏71可为触控显示屏71，以使得实验人员可以通过触控显示屏71对实验过程进行操控。可选地，显示屏71相对于水平面倾斜向上设置，以便于实验人员俯视显示屏71，便于查看实验信息以及便于操控实验过程。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括扫码区80，扫码区80设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。扫码区80内设置有扫码器81，扫码器81可为二维码扫码器81、条形码扫码器81等。显示区70与扫码区80沿第一方向A相邻排布，如此，可以减小细胞培养检测设备100在第二方向B上的尺寸。且扫码区80、试剂区50、培养区40以及稀释区60沿第二方向B依次相邻排布，且试剂区50、培养区40以及稀释区60三者的位置可以任意调换。如此，一方面，使得扫码区80内的扫码器81位于细胞培养检测设备100的前侧，大致与显示屏71沿第一方向A并排设置，便于实验人员进行扫码操作，另一方面，扫码区80、试剂区50、培养区40以及稀释区60沿第二方向B相邻排布，可以减小细胞培养检测设备100在第二方向B上的尺寸。

具体的，扫码器81用于识别样本、培养基等用于实验的耗材、试剂等，以便记录实验过程。可替代的，扫码区80也可以替换成按键区，扫码器81也可以替换成按键，实验人员可以通过按键输入耗材、试剂等的标识信息，记录实验过程。

在一些实施例中，试剂区50包括制冷区51以及加热区52。制冷区51设置于底座10上，制冷区51内设置有用于对容器内试剂进行制冷的制冷装置511。通过制冷装置511，可以使得制冷区51内的温度在2-8度之间调节，进而实现生物组织和试剂的保质，或者部分试剂例如水凝胶，具有温敏特性，前期调配时需要低温保持液态，以便后期进行调配。

加热区52设置于底座10上，加热区52内设置有用于对容器内的试剂进行加热的加热装置521。在进行原代培养以及传代培养时，通过加热装置521可以将低温的试剂或培养基等进行快速制热，例如，将培养基加热到37度左右，再添加到含有细胞的凝胶上，以对细胞进行培养，相比于自然升温，加热装置521对试剂的加热速度更快，可以提高加热效率以及实验过程。

进一步地，加热区52与制冷区51沿第一方向A相邻排布，且显示区70、加热区52、培养区40以及枪头区30沿第二方向B的位置可以任意调换，示例性的，显示区70、加热区52、培养区40以及枪头区30沿第二方向B依次相邻排布，扫码区80区、制冷区51、培养区40以及稀释区60沿第二方向B相邻排布，如此，各个区布局合理，各区内的装置结构紧凑，可以缩小细胞培养检测设备100在第一方向A以及第二方向B上的尺寸。

请参阅图1，在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括废液区90，废液区90设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。废液区90内设置有用于收集废液的废液盒91，废液区90以及试剂区50沿第一方向A相邻排布，如此，在实现废液回收功能的同时，可以减小细胞培养检测设备100在第一方向A上的尺寸。

基于上述结构，又一种可行的移液过程中，移液泵21能够移动至废液区90，以将枪头31中的废液释放至废液盒91中。具体地，移液泵21带动枪头31向培养腔41a或者稀释腔61a中释放试剂后，枪头31中仍有部分试剂残留，为避免不同试剂之间交叉污染或者便于将枪头31内液体排出回收，以及便于枪头31本身的回收，移液泵21带动枪头31移动至废液区90上方，并将枪头31残留的液体释放至废液盒91中。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括废料区110，设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。废料区110内设置有用于收集废弃枪头31的废料盒111，废料区110与培养区40沿第一方向A相邻排布，以减小细胞培养检测设备100在第一方向A上的尺寸，且废料区110与废液区90沿第二方向B相邻排布，以减小细胞培养检测设备100在第二方向B上的尺寸，进而在实现枪头31回收功能的同时，以减小细胞培养检测设备100的体积。

基于上述结构，另一种可行的移液过程中，移液泵21能够移动至废料区110，以将废弃的枪头31释放至废料盒111中。具体地，移液泵21带动枪头31向废液盒91中释放残留的试剂后，移液泵21带动枪头31移动至废料区110上方，并将枪头31释放至废液盒91中，完成废弃枪头31的回收过程。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括三维驱动组件，三维驱动组件例如包括X轴驱动组件22、Y轴驱动组件23以及Z轴驱动组件24。三维驱动组件设置于底座10上，具体可以设置于底座10的上表面。移液泵21设置于三维驱动组件上，具体地，移液泵21可设置于Z轴驱动组件24上，Z轴驱动组件24驱动移液泵21进行升降运动，Z轴驱动组件24可设置于Y轴驱动组件23上，Y轴驱动组件23驱动Z轴驱动组件24以及移液泵21在Y轴方向上移动，Y轴驱动组件23可设置于X轴驱动组件22上，X轴驱动组件22驱动Y轴驱动组件23、Z轴驱动组件24以及移液泵21在Y轴方向上移动，也即，三维驱动组件用于驱动移液泵21在第一方向A(例如X轴方向)、第二方向B(例如Y轴方向)以及第三方向C(例如Z轴方向)上移动，以使移液泵21在枪头区30、试剂区50、培养区40、稀释区60、废液区90以及废料区110之间移动。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括位置校正区120，位置校正区120设置于底座10上，具体可设置于底座10的上表面。位置校正区120内设置有用于校正移液泵21的零点位置的校正器。位置校正区120、枪头区30与稀释区60沿第一方向A相邻排布，且废液区90、废料区110与位置校正区120沿第二方向B相邻排布且位置可以任意调换，示例性的，废液区90、废料区110与位置校正区120沿第二方向B依次相邻排布，如此，位置校正区120、枪头区30、稀释区60、废料区110、培养区40、废液区90、加热区52以及制冷区51位于同一矩形区的九宫格区域内，且培养区40占据了两个格子区域，也即占据了九宫格中位于中间的格子区域以及位于左边一列的中间的格子区域，如此，一方面，可以使得培养区40具有更大面积设置培养板41，从而完成更大批量的细胞培养，进而提高培养效率；更重要地是，可以使得各区布局合理，各区内的装置之间结构紧凑，不仅可以减小移液泵21的行程距离，而且可以减小细胞培养检测设备100在第一方向A以及第二方向B上的尺寸，进而减小细胞培养检测设备100的体积。此外，枪头区靠近位置校正区120内的校正器所在的零点位置，有利于提高移液泵取枪头时的稳定性，依次排布有利于防止污染

基于上述结构，另一种可行的移液过程中，在需要对移液泵21的位置进行零点校正时，三维驱动组件控制移液泵21移动至位置校正区120，直至位置校正区120内的校正器与移液泵21对准，此时，校正器检测到移液泵21，细胞培养检测设备100将此时移液泵21的位置作为零点位置，从而实现移液泵21的零点校正功能，以使移液泵21后续可以准确地在枪头区30、培养区40、制冷区51、加热区52、稀释区60、废液区90、废料区110以及位置校正区120之间移动。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还包括防漏液装置，防漏液装置直接或者间接地设置于移液泵21上，例如，防漏液装置通过固定板固定在移液泵21上，以在三维驱动组件驱动移液泵21移动时，防漏液装置能够跟随移液泵21移动。根据前述内容，移液泵21可沿第三方向进行升降运动以吸取或者释放试剂。在移液泵21升降时，防漏液装置避开移液泵21的升降路径，在移液泵21下降吸取液体并上升后，防漏液装置移动至移液泵21下方，以承接移液泵21可能滴落的液体。示例性的，防漏液装置包括电机以及漏液接收板，漏液接收板与电机的输出轴连接，电机带动漏液接收板转动至移液泵21所携带的枪头的下方接收漏液，或者电机带动漏液接收板从枪头的正下方转开，以不影响移液泵21以及枪头的升降运动。

在一些实施例中，细胞培养检测设备100还具有外壳(图中未示出)，外壳罩设于底座10上，三维驱动组件、枪头区30、培养区40、制冷区51、加热区52、稀释区60、废液区90、废料区110以及位置校正区120均设置在外壳内，以通过外壳对各区内的装置进行保护，且通过外壳保证各区所在环境的洁净度，使得细胞培养环境免受外界干扰。显示区70以及扫码区80设置于外壳外，以便用户查看实验信息，进行实验操控，以及便于扫码操作。

请参阅图2，在一些实施例中，基于细胞培养检测设备100枪头区30、培养区40、制冷区51、加热区52、稀释区60、显示区70、扫码区80、废液区90、废料区110以及具有位置校正区120的实施例，在实现各区对应功能的同时，沿第一方向A，细胞培养检测设备100的长度L大于或者等于300mm且小于或者等于600mm；沿第二方向B，细胞培养检测设备100的宽度W大于或者等于400mm且小于或者等于700mm；沿第三方向C，细胞培养检测设备100的高度H大于或者等于300mm且小于或者等于600mm。可见，细胞培养检测设备100在第一方向A(例如长度方向)、第二方向B(例如宽度方向)以及第三方向C(例如高度方向)上均具有较小的尺寸，细胞培养检测设备100集成度、自动化、智能化程度更高，且体积小，可在中小型超净工作台中进行操作，能够较轻松地实现细胞或类器官的工业化生产。且通过准确控制移液泵21，操作精度高，可以高效、高精度地完成实验中的复杂操作，有效规范进行自动化操作，可以提高类器官培养的成功率，保证培养物调配条件的均一性，从而控制培养出的类器官也具有均一性。

本申请实施例第二方面提供一种细胞培养检测方法，应用于如上所述的细胞培养检测设备，所述细胞培养检测方法包括以下步骤：

步骤S10，调配含有生物细胞和水凝胶的混合悬液。

在步骤S10中，可通过移液装置20从试剂区50的容器中提取生物细胞以及水凝胶，并将生物细胞以及水凝胶移动至稀释区60的稀释腔61a中进行混匀处理，得到混合悬液。可以理解的是，也可以是在细胞培养检测设备100外部将生物细胞以及水凝胶进行混匀处理，得到混合悬液。

步骤S20，将所述混合悬液注入至培养区40的培养腔41a内。

在步骤S20中，通过移液装置20将混合悬液注入至培养区40的培养腔41a中。

步骤S30，待所述混合悬液凝固后，加培养基进行培养。

在步骤S30中，通过移液装置20从试剂区50的容器中提取培养基，并移液至具有混合悬液的培养腔41a所在位置，将培养基添加至具有混合悬液的培养腔41a中，对细胞进行培养。

和/或

步骤S40，向培养生物模型的培养腔41a内加入设定浓度的药物。

在步骤S40中，通过移液装置20从试剂区50的容器中提取药物，并将药物移动至稀释区60的稀释腔61a中进行稀释处理，得到设定浓度的药物，再通过移液装置20向培养生物模型的培养腔41a内加入设定浓度的药物。

步骤S50，对反应后的所述生物模型进行检测，得到检测结果。

本申请实施例第三方面提供一种如上所述的细胞培养检测设备在细胞、细胞模型以及类器官培养及化学物分析中的应用。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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

Claims (14)

1.一种细胞培养检测设备，其特征在于，所述细胞培养检测设备包括：

底座；

移液装置，设置于所述底座上；

控制装置，与所述移液装置电性连接；

培养区，设置于所述底座上，所述培养区沿第一方向延伸，所述培养区内设置有培养板，所述培养板具有多个用于细胞培养和/或化学物分析的培养腔；

试剂区，设置于所述底座上，所述试剂区与所述培养区沿第二方向相邻排布，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述试剂区用于放置容纳试剂的容器。

2.根据权利要求1所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

枪头区，设置于所述底座上，所述枪头区内设置有用于放置枪头的枪头盒，且所述试剂区，所述培养区与所述枪头区沿所述第二方向相邻排布；

其中，受控于所述控制装置，所述移液装置能够与所述枪头配合，吸取所述试剂区中的所述容器内的试剂，并将所述试剂转移至所述培养腔中。

3.根据权利要求2所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

稀释区，设置于所述底座上，所述稀释区内设置有稀释板，所述稀释板具有多个用于进行试剂稀释的稀释腔，所述稀释区与所述枪头区沿所述第一方向相邻排布，所述试剂区、所述培养区以及所述稀释区沿所述第二方向相邻排布；

其中，所述移液装置能够与所述枪头区中的所述枪头配合，吸取所述试剂区中的所述容器内的试剂，并将所述试剂转移至所述稀释腔中进行稀释。

4.根据权利要求3所述的细胞培养检测设备，其特征在于，所述枪头区、所述培养区以及所述稀释区共同形成一矩形区。

5.根据权利要求3所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

显示区，设置于所述底座上，所述显示区内设置有显示屏，所述显示区、所述试剂区、所述培养区以及所述枪头区沿所述第二方向相邻排布。

6.根据权利要求5所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

扫码区，设置于所述底座上，所述扫码区内设置有扫码器，所述显示区与所述扫码区沿所述第一方向相邻排布，且所述扫码区、所述试剂区、所述培养区以及所述稀释区沿所述第二方向相邻排布。

7.根据权利要求2所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

废液区，设置于所述底座上，所述废液区内设置有用于收集废液的废液盒，所述废液区以及所述试剂区沿所述第一方向相邻排布；

其中，所述移液装置能够移动至所述废液区，以将所述枪头中的废液释放至所述废液盒中。

8.根据权利要求7所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

废料区，设置于所述底座上，所述废料区内设置有用于收集废弃枪头废料盒，所述废料区与所述培养区沿所述第一方向相邻排布，且所述废料区与所述废液区沿所述第二方向相邻排布；

其中，所述移液装置能够移动至所述废料区，以将废弃的所述枪头释放至所述废料盒中。

9.根据权利要求8所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

位置校正区，设置于所述底座上，所述位置校正区内设置有用于校正所述移液装置位置的校正器，所述位置校正区与所述枪头区沿所述第一方向相邻排布，且所述废液区、所述废料区与所述位置校正区沿所述第二方向相邻排布。

10.根据权利要求1所述的细胞培养检测设备，其特征在于，所述试剂区包括：

制冷区，设置于所述底座上，所述制冷区内设置有用于对容器内试剂进行制冷的制冷装置；

加热区，设置于所述底座上，所述加热区内设置有用于对容器内的试剂进行加热的加热装置，所述加热区与所述制冷区沿所述第一方向相邻排布。

11.根据权利要求1所述的细胞培养检测设备，其特征在于，还包括：

倾斜驱动装置，设置于所述培养区内，用于支撑所述培养板，且用于驱动所述培养板一侧翘起，以使得所述培养腔中的液体向较低位置聚集；和/或

防漏液装置，直接或者间接地设置于所述移液装置上，且能够跟随所述移液装置移动，在所述移液装置吸取液体后，能够移动至所述移液装置下方，以承接所述移液装置滴落的液体。

12.根据权利要求1-11任一项所述的细胞培养检测设备，其特征在于，所述细胞培养检测设备具有与所述第一方向以及所述第二方向均垂直的第三方向；所述细胞培养检测设备还包括：

三维驱动组件，设置于底座上，所述移液装置设置于所述三维驱动组件上，所述三维驱动组件用于驱动所述移液装置在所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向上移动，以使所述移液装置至少在所述试剂区以及所述培养区之间移动。

13.一种细胞培养检测方法，应用于如权利要求1至12中任意一项所述的细胞培养检测设备，所述细胞培养检测方法包括以下步骤：

调配含有生物细胞和水凝胶的混合悬液；

将所述混合悬液注入至所述培养区的所述培养腔内；

待所述混合悬液凝固后，加培养基进行培养；

和/或

向培养生物模型的培养腔内加入设定浓度的药物；

对反应后的所述生物模型进行检测，得到检测结果。

14.一种如权利要求1至12中任意一项所述的细胞培养检测设备在细胞、细胞模型以及类器官培养及化学物分析中的应用。