CN117210327A - 一种微流控器官培养实时监控的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微流控器官培养实时监控的系统及其方法，以解决传统静态培养过程中不能长时间实时供给培养液和实时控制调节培养环境，精确模拟体内环境的问题。本申请包括：气源、微流体驱动装置、储液装置、温度控制装置、气体混合器、加湿装置、环境仓和监控终端，气源与微流体驱动装置连接；微流体驱动装置一端接气源，另一端接储液装置，储液装置还与环境仓中微流控芯片连接；温度控制装置连接环境仓和加湿装置；经气体混合器后的混合气体分成两路，一路接环境仓的气动接头，另一路经加湿装置加热后产生含水空气，并通入环境仓内；本申请使用方便、实验可靠性高，通过监控终端可以预设并监控温度、气氛和湿度，可以实现不同培养环境要求。

Description

一种微流控器官培养实时监控的系统及其方法

技术领域

本申请涉及组织工程和生物技术领域，具体涉及一种微流控器官培养实时监控的系统及其方法。

背景技术

类器官具有细胞系和动物模型所不具有的独特优势，其细胞组成和结构更加类似人体组织，可提供一个高度生理相关的系统，是基础研究的绝佳模型，为肿瘤研究、药物筛选、再生医学等领域提供了一个更好的解决方案。如今，已经在多种组织，如小肠、肝脏、胃等中建立了类器官培养方法。

现今最常规的器官培养方法是在细胞孔板中静态2D培养、换液和传代。常规培养方法不能满足微流控细胞芯片动态培养基供给，换液方式存在积累代谢废物，更换不同培养基操作复杂等问题；并且常规培养方式存在气体消耗、无法变温培养、培养过程中给药研究的局限以及从培养箱中拿出观察会破坏培养环境，不能准确模拟体内动态环境等问题。这些不利因素在很大程度上会影响类器官的生长和实验结果；同时，现有的细胞培养装置不能直接放在显微镜下观察，存在使用不便的缺点。

发明内容

为此，本申请提供一种微流控器官培养实时监控的系统及其方法，以解决传统静态2D培养，不能在器官培养过程中长时间实时供给培养液、实时监控与调节培养环境、精准模拟体内环境等问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，一种微流控器官培养实时监控的系统，包括：气源、微流体驱动装置、储液装置、气体混合器、加湿装置、环境仓和监控终端，所述气源与所述微流体驱动装置连接，为微流体驱动装置提供动力；

所述微流体驱动装置的一端接气源，另一端接所述储液装置，所述储液装置还与所述微流控芯片连接；

所述气体混合器的入口接多种气体，所述气体混合器的出口分成两路，一路接所述环境仓的气动接头，另一路经加湿装置加热后产生相应的含水空气，所述含水空气接所述环境仓的液路连接器；

所述加湿装置包括金属容器和放置在所述金属容器上的耐压瓶，耐压瓶用于储水并在金属容器被加热时形成水汽；

所述环境仓的底部设置有加热玻璃，所述环境仓的内部设置有湿度传感器以及用于放置培养细胞的微流控芯片，所述环境仓的外部对应于所述加热玻璃的底部设置有温度传感器；

所述微流体驱动装置、气体混合器、湿度传感器、温度传感器均与监控终端连接，所述监控终端安装有软件，所述软件包含流体控制界面、温度控制界面、气氛控制界面以及湿度控制界面。

可选地，所述环境仓包括培养仓体，所述仓体的内部为培养仓室，且仓体的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有透光玻璃，所述加热玻璃设置于所述仓体的底部；

所述湿度传感器、所述微流控芯片设置于所述仓室中。

可选地，所述微流体驱动装置为压力泵，所述压力泵与所述监控终端连接；所述压力泵设置有第一进气口和出气口，所述第一进气口接所述气源，所述出气口接所述储液装置。

可选地，所述储液装置包括至少一个储液池和至少一个液体流量计，所述储液池内存储有培养基；所述储液池上设置有第二进气口和储液池出液口，所述第二进气口与所述出气口通过气管连接；

所述液体流量计上设置有流量计进液口和流量计出液口；所述储液池出液口与所述流量计进液口通过第一毛细管连接，所述第一毛细管上设置有切换阀；所述流量计出液口与所述微流控芯片连接；

所述切换阀、液体流量计均与所述微流体驱动装置连接。

可选地，还包括温度控制装置，所述温度控制装置的一端与所述加热玻璃通过第一加热控制线连接，另一端与所述监控终端通过USB线连接；

所述温度控制装置与所述金属容器通过第二加热控制线连接。

可选地，所述环境仓包括培养仓体，所述仓体的内部为培养仓室，且仓体的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有透光玻璃，所述加热玻璃设置于所述仓体的底部；

所述湿度传感器、所述微流控芯片设置于所述仓室中。

可选地，所述温度传感器位于所述加热玻璃底部的中间位置。

可选地，所述湿度传感器上集成有氧气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器。

可选地，所述监控终端为电脑。

第二方面，一种微流控器官培养实时监控的方法，包括上述的微流控器官培养实时监控的系统，所述方法包括以下步骤：

步骤一、气源压缩空气后提供动力，微流体驱动装置提供储液装置所需的压力，使储液装置中的液体进入环境仓内的微流控芯片中；

步骤二、启动流体控制界面，监测和控制调节所述压力大小以及液体的流速大小，并且控制切换阀的开启或关闭，进而控制储液装置中液体的输送；

步骤三、启动温度控制界面，通过加热玻璃加热使得环境仓内的温度达到设定温度；

步骤四、启动气氛控制界面，控制通入气体混合器的多种气体的混合比例，多种气体在气体混合器中混合后，混合气体分成两路，一路混合气体直接连接环境仓的气动接头，向仓室中通入气体，提供气氛；另一路混合气体经加湿装置加热后产生相应的含水空气，含水空气接环境仓的液路连接器，向环境仓内通入含水空气；

步骤五、通过湿度控制界面控制监测环境仓内的湿度。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、本申请提供了一种微流控器官培养实时监控的系统及其方法，包括：微流体驱动装置、气体混合器、储液装置和环境仓，环境仓的底部设置有加热玻璃，环境仓的内部设置有湿度传感器、氧气和二氧化碳传感器以及微流控芯片，环境仓的外部设置有温度传感器；微流体驱动装置的一端接气源，另一端接储液装置，储液装置还与微流控芯片连接；气体混合器的入口接多种气体，气体混合器的出口分成两路，一路接环境仓的气动接头，另一路经加湿装置加热后产生相应的含水空气，含水空气接环境仓的液路连接器；微流体驱动装置、气体混合器、温度传感器、湿度传感器均与监控终端连接；本申请的结构紧凑、使用方便、实验可靠性高，可满足不同领域研究人员三维培养的需求，具有很好的推广价值；储液装置上设置有多个储液池，可自动切换不同培养基或实现不同培养方式并控制不同流速，换液操作方便，避免了更换试剂时对培养器官的影响和解决了培养基更换问题；通过微流体驱动装置采用精密压力泵，可长时间实时供给培养液，使器官得到充分培养，避免了传统培养过程中因营养成分耗尽更换培养基的步骤；同时，通过监控终端，可以预设并监控温度、气氛和湿度，可以实现恒温和变温培养以及实现不同气氛要求，解决了气体供应问题，使培养环境更接近体内环境。

2、本申请中的环境仓的顶部为透光玻璃，底部是加热玻璃，上下透明，可进行透射观察；环境仓整体是铝合金防腐蚀舱体，结构紧凑，仓室可以直接放置在正置显微镜或倒置显微镜的平台上进行拍照成像或视频录制，可以实现在细胞培养过程中实时成像及分析。通过环境仓中设置的微流控芯片，可节约试剂并实现类器官3D培养。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请一个实施例提供的微流控器官培养实时监控的系统的结构示意图；

图2为图1中环境仓的结构示意图一；

图3为图1中环境仓的结构示意图二；

图4为图2所示的俯视图；

图5为图2所示的底部示意图；

图6为图2所示的内部结构示意图；

图7为图6所示的在凸柱处的局部示意图；

图8为本申请一个实施例提供的电路原理框图；

图9为本申请一个实施例提供的液气源输送的流程图。

图10为本申请一个实施例提供的气源输送的流程图。

附图标记说明：

1、环境仓；101、仓体；102、透光玻璃；103、加热玻璃；104、微流控芯片；105、液路连接器；106、气动接头；107、凸柱；108、手拧螺钉；109、湿度传感器；1091、氧气浓度传感器；1092、二氧化碳浓度传感器；110、温度传感器；111、盖板；

2、微流体驱动装置；3、气体混合器；4、储液装置；5、气源；6、温度控制装置；

7、加湿装置；71、金属容器；72、耐压瓶；73、第二毛细管；74、第二进液管；8、监控终端；9、显微镜载物台。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

本申请的一个实施例，一种微流控器官培养实时监控的系统，用于实时监测和控制细胞(器官)的培养过程，为器官的培养提供了一个更接近体内的微环境；如图1-图10，本微流控器官培养实时监控的系统包括：气源5、微流体驱动装置2、储液装置4、气体混合器3、加湿装置7、环境仓1、监控终端8；气源5与微流体驱动装置2连接，为微流体驱动装置2提供动力；气源5可以调节压力大小，为微流体驱动装置2提供不同范围动力；

微流体驱动装置2的一端接气源5，微流体驱动装置2的另一端接储液装置4，储液装置4还与微流控芯片104连接；

加湿装置7包括金属容器71和放置在金属容器71上的耐压瓶72，耐压瓶72用于储水并在金属容器71被加热时形成水汽(含水空气)；

气体混合器3的入口接多种气体，气体混合器3的出口分成两路，一路接环境仓1的气动接头106，另一路经加湿装置7加热后产生相应的含水空气，含水空气接环境仓1的液路连接器105；

环境仓1的底部设置有加热玻璃103，环境仓1的内部设置有湿度传感器109以及用于放置培养器官的微流控芯片104，湿度传感器109上集成有用于检测环境仓1内部氧气浓度的氧气浓度传感器1091以及用于检测环境仓1内部二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器1092；环境仓1的内部或外部设置有多个温度传感器110，以精确控制仓内环境的温度，多个温度传感器110包括用于检测仓室的环境整体温度、加热玻璃103的温度以及细胞培养载体(如微流控芯片104)上的温度，并且可选择任一温度传感器与下述的温度控制装置6通过监控终端8进行闭环控制，保持目标环境的温度精确且稳定；其中用于检测加热玻璃103温度的温度传感器设置于仓体的外部对应于加热玻璃103底部的中间位置；

微流体驱动装置2、气体混合器3、温度传感器110、湿度传感器109均与监控终端8连接，监控终端8安装有软件，软件包括流体控制界面、温度控制界面、气氛控制界面以及湿度控制界面，湿度控制界面用于对环境仓1内的湿度进行监测；监控终端8可为电脑。

本实施例中，环境仓1是器官培养的场所，搭配监控终端8、储液装置4、气体混合器3和微流体驱动装置2等，可以实现微流控细胞培养实验中所需的温湿度调节及气氛调节，可直接在显微镜载物台9上使用，方便观察；

气源5为储液装置4中的液体流动提供动力，微流体驱动装置2可实现压力和流量控制，具有八通道可控制多种液体，储液装置4为储液池、切换阀、流量计集成为一体的结构，可包括十个储液池，多种液体可通过切换阀实现多种培养方式，流量计监控反馈流速；气体混合器3按比例混合多种气体，为器官培养提供合适气氛。

优选地，如图2-图7所示，温度传感器110设置于环境仓1外部对应于加热玻璃103底部的中间位置。

环境仓1包括培养仓体101，仓体101的内部为培养仓室，且仓体101的顶部设置有盖板111，盖板111上设置有透光玻璃102，加热玻璃103设置于仓体101的底部；湿度传感器109、微流控芯片104设置于仓室中。

仓体101的侧壁设置有至少三个液路连接器105和至少一个气动接头106，其中：两个液路连接器105分别接两个进液管，分别记为第一进液管和第二进液管74，通过第一进液管向仓室的微流控芯片104中通入培养细胞用的培养基，第一进液管(即通入培养基的进液管)与微流控芯片104连接，第一进液管的另一端接储液池，通过第二进液管74向仓室中通入含水空气，含水空气用于调整仓室中的湿度；另一个液路连接器105接出液管；气动接头106接进气管，进气管一端接气动接头106，另一端接气体混合器3，通过进气管向仓室中通入气体，进而通过监控终端8自动控制仓中的温度、湿度、气氛。

进一步优选地，如图10所示，金属容器71为顶部具有开口的敞口加热容器，耐压瓶72放置于金属容器71内部。

多种气体在气体混合器3中混合，混合后的气体分成两路：一路气体直接连接环境仓1上的气动接头106，向仓室中通入气体，提供气氛；另一路气体进入耐压瓶72中的液体后，加热后变成含水空气，经第二毛细管73向仓室中通入含水空气，具体的连接方式是：

耐压瓶72的顶部连接有第二毛细管73和上述第二进液管74，第二毛细管73的一端伸入耐压瓶72内液面以下，第二毛细管73的另一端接气体混合器3，第二进液管74的一端伸入耐压瓶72内并位于液面以上，第二进液管74的另一端接环境仓1上的一个液路连接器105，向仓室中通入含水空气；通过温度控制装置6对金属容器71进行加热，进而使得耐压瓶72内液体的温度升高，当气体混合器3中的混合气体从第二毛细管73输出进入耐压瓶72内的液面之下，再经过加热变成含水空气后，含水空气会从第二进液管74输送至仓室中，进而改变环境仓1的湿度。

再进一步优选地，盖板111与仓体101的内部通过手拧螺钉108连接；具体是在仓体101内壁的相对角设置有两个内部凸柱107，凸柱107沿纵向设置有安装槽，手拧螺钉108依次穿过盖板111上的安装孔进入安装槽内，通过紧固手拧螺钉108实现盖板111与仓体101的固定连接；

湿度传感器109安装在仓体101内的左侧，用于监测环境仓1的仓室内的湿度变化。氧气浓度传感器1091、二氧化碳浓度传感器1092分别用于检测环境仓1中氧气和二氧化碳浓度。

优选地，微流控芯片104放置于加热玻璃103上对应于仓室的中部位置。

优选地，微流体驱动装置2为压力泵，压力泵与监控终端8连接；压力泵设置有第一进气口和出气口，第一进气口接气源5，出气口接储液装置4；压力泵为高精度压力泵，该高精度压力泵的响应时间几乎可以达到瞬时响应，并且不存在流量的脉冲式波动；有不同型号和量程可供选择。

储液装置4包括至少一个储液池、至少一个液体流量计，储液池内存储有培养基；储液池上设置有第二进气口和储液池出液口，第二进气口与压力泵的出气口通过气管连接；

液体流量计上设置有流量计进液口和流量计出液口；储液池出液口与流量计进液口通过接头和第一毛细管连接，第一毛细管上设置有切换阀，流量计出液口与微流控芯片104连接；切换阀为电动切换阀，且该电动阀门、液体流量计均与微流体驱动装置2连接。

上述储液池的数量可为十个储液池，分别用于放置不同或相同的培养基，其中，十个储液池分别可与压力泵对应连接，也可以是一个压力泵通过管路以及阀门连接多个储液池；每个储液池通过对应的压力泵可独立控制该储液池，同时配套有相应的切换阀、液体流量计等组件，多种液体(培养基)可通过切换阀实现多种培养方式，液体流量计监控反馈流速；通过流体控制界面控制切换阀自动切换不同培养基或实现不同培养方式，并控制不同流速，避免了更换试剂时对培养器官的影响。

此外，储液池和流量计的个数和规格都可以定制；对于储液装置4内有多个储液池的情况，多个储液池均可以分别为环境仓内提供不同的培养基，且每个储液池均可配置一个液体流量计，用于对相应储液池的液体流量进行计量；有些液体不需要设置流速，因此，储液池和液体流量计的数量也可以不是一一对应的关系。

优选地，还包括温度控制装置6，温度控制装置6的一端与加热玻璃103通过第一加热控制线连接，另一端与监控终端8通过USB线连接；温度控制装置6与金属容器71通过第二加热控制线连接。

温度控制装置6通过温度控制界面控制温度，实现恒温和变温培养；温度控制装置6的精度好，±0.1℃。

本系统中环境仓1的顶部为透光玻璃102，底部是加热玻璃103，上下透明，可进行透射观察；环境仓1整体是铝合金防腐蚀舱体，结构紧凑，可直接在显微镜载物台9上使用，适配市面上大多数显微镜。

本申请还提供了一种微流控器官培养实时监控的方法，包括上述的微流控器官培养实时监控的系统，该方法包括以下步骤：

步骤一、气源5压缩空气后提供动力，微流体驱动装置2提供储液装置4所需的压力，气压使得储液池中的液体通过第一毛细管进入微流控芯片104中；第一毛细管上设置有切换阀、液体流量计；

步骤二、启动流体控制界面，压力泵通过流体控制界面监测和控制调节气管中的压力大小；液体流量计监测第一毛细管中液体的流速大小，并将该流速反馈给流体控制界面；通过流体控制界面控制切换阀的开启或关闭，进而控制储液池内培养基的输送；

当有十个放置不同培养基的储液池时，通过流体控制界面控制切换阀开关，即可更换不同培养基和实现不同培养方式，例如循环、灌流等；液体流量计通过流体控制界面可监测反馈和设置流速，剪切力可换算成流速，进而设定不同细胞生长最佳流速；流体控制界面具有自定义功能，可对各通道的压力和流速进行编程：不同时间段自动调整不同压力及流量，以及维持时间、不同时间段自动打开不同的切换阀；

步骤三、启动温度控制界面，并打开温度控制装置6，通过加热玻璃103加热使得环境仓1的仓室温度达到设定温度；

温度控制界面会实时显示环境仓1内的温度变化；当环境仓1温度加热到所设置的温度时，温度稳定在温度设定值的±0.1℃区间之内；若要停止加热，将温度控制装置6的状态改为关闭，环境仓1会逐渐降至室温状态；

步骤四、启动气氛控制界面，控制通入气体混合器3的多种气体(例如二氧化碳和空气)的混合比例，多种气体在气体混合器3中混合后，混合气体分成两路，一路混合气体直接连接环境仓1的气动接头106，向仓室中通入气体，提供气氛；另一路混合气体经加湿装置7加热后产生相应的含水空气，含水空气接环境仓1的液路连接器105，向仓室中通入含水空气；

步骤五、通过湿度控制界面控制监测环境仓内湿度。

综上，本申请具有如下优点：

1、将精密压力泵引入培养系统，可以长时间实时供给培养液并解决培养基消耗问题，使器官得到充分培养，避免了传统培养过程中因营养成分耗尽更换培养基的步骤；

2、可以预设并监控温度、气氛和湿度，可以实现恒温和变温培养以及实现不同气氛要求，解决了气体供应问题，使培养环境更接近体内环境；

3、可搭配多个储液池，并通过监控终端8控制切换阀自动切换不同培养基或实现不同培养方式并控制不同流速，可满足不同客户不同实验要求，避免了更换试剂时对培养器官的影响；

4、本环境仓1的顶部为透光玻璃102，底部是加热玻璃103，上下透明，可进行透射观察；环境仓1整体是铝合金防腐蚀舱体，结构紧凑，可以直接放置在正置显微镜或倒置显微镜的平台上进行拍照成像或视频录制，可以实现在细胞培养过程中实时成像及分析。

5、本环境仓1设置的微流控芯片，可满足不同领域研究人员三D培养的需求,并且节约试剂，具有很好的推广价值。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，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；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，包括：气源、微流体驱动装置、储液装置、气体混合器、加湿装置、环境仓和监控终端，所述气源与所述微流体驱动装置连接；

所述微流体驱动装置的一端接气源，另一端接所述储液装置，所述储液装置还与所述微流控芯片连接；

所述气体混合器的入口接多种气体，所述气体混合器的出口分成两路，一路接所述环境仓的气动接头，另一路经加湿装置加热后产生相应的含水空气，所述含水空气接所述环境仓的液路连接器；

所述加湿装置包括金属容器和放置在所述金属容器上的耐压瓶，耐压瓶用于储水并在金属容器被加热时形成水汽；

所述环境仓的底部设置有加热玻璃，所述环境仓的内部设置有湿度传感器以及用于放置培养细胞的微流控芯片，所述环境仓的外部对应于所述加热玻璃的底部设置有温度传感器；

所述微流体驱动装置、气体混合器、湿度传感器、温度传感器均与监控终端连接，所述监控终端安装有软件，所述软件包含流体控制界面、温度控制界面、气氛控制界面以及湿度控制界面。

2.根据权利要求1所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，所述微流体驱动装置为压力泵，所述压力泵与所述监控终端连接；所述压力泵设置有第一进气口和出气口，所述第一进气口接所述气源，所述出气口接所述储液装置。

3.根据权利要求2所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，所述储液装置包括至少一个储液池和至少一个液体流量计，所述储液池内存储有培养基；所述储液池上设置有第二进气口和储液池出液口，所述第二进气口与所述出气口通过气管连接；

所述液体流量计上设置有流量计进液口和流量计出液口；所述储液池出液口与所述流量计进液口通过第一毛细管连接，所述第一毛细管上设置有切换阀；所述流量计出液口与所述微流控芯片连接；

所述切换阀、液体流量计均与所述微流体驱动装置连接。

4.根据权利要求1或3所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，还包括温度控制装置，所述温度控制装置的一端与所述加热玻璃通过第一加热控制线连接，另一端与所述监控终端通过USB线连接；

所述温度控制装置与所述金属容器通过第二加热控制线连接。

5.根据权利要求1所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，所述环境仓包括培养仓体，所述仓体的内部为培养仓室，且仓体的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有透光玻璃，所述加热玻璃设置于所述仓体的底部；

所述湿度传感器、所述微流控芯片设置于所述仓室中。

6.根据权利要求5所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，所述温度传感器位于所述加热玻璃底部的中间位置。

7.根据权利要求5所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，所述湿度传感器上集成有氧气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器。

8.根据权利要求1所述的微流控器官培养实时监控的系统，其特征在于，所述监控终端为电脑。

9.一种微流控器官培养实时监控的方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一所述的微流控器官培养实时监控的系统，所述方法包括以下步骤：

步骤一、气源压缩空气后提供动力，微流体驱动装置提供储液装置所需的压力，使储液装置中的液体进入环境仓内的微流控芯片中；

步骤二、启动流体控制界面，监测和控制调节所述压力大小以及液体的流速大小，并且控制切换阀的开启或关闭，进而控制储液装置中液体的输送；

步骤三、启动温度控制界面，通过加热玻璃加热使得环境仓内的温度达到设定温度；

步骤四、启动气氛控制界面，控制通入气体混合器的多种气体的混合比例，多种气体在气体混合器中混合后，混合气体分成两路，一路混合气体直接连接环境仓的气动接头，向仓室中通入气体，提供气氛；另一路混合气体经加湿装置加热后产生相应的含水空气，含水空气接环境仓的液路连接器，向环境仓内通入含水空气；

步骤五、通过湿度控制界面控制监测环境仓内的湿度。