[发明专利]一种细胞浓度均匀性控制方法与装置

权利要求书

1.一种细胞浓度均匀性控制装置，具有一个细胞液混合罐（9），顶部连接输入软管（14），其特征是：细胞液混合罐（9）底部固定连接于水平布置的振动台底板（2）中心上方，在旋转电机（8）带动下振动台底板（2）能以一侧边缘上下转动；细胞混合罐（9）底部和顶部之间连接一根循环软管（13），循环软管（13）装有蠕动泵（11），在蠕动泵（11）和细胞液混合罐（9）顶部之间的循环软管（13）上装有第一电磁捏阀（12），在蠕动泵（11）和细胞液混合罐（9）顶部之间的循环软管（13）通过采样软管（15）连接图像采集装置（17）顶部，采样软管（15）上装有第二电磁捏阀（16）；图像采集装置（17）外部是一个密封的壳体（31），壳体（31）内腔中设有转盘（24）、步进电机（21）和图像传感器（26），透明的转盘（24）水平布置且由步进电机（21）带动旋转，转盘（24）的盘面靠近边缘处开有一个上下贯通的圆形镂空孔（28），转盘（24）初始位置时，圆形镂空孔（28）在采样软管（15）出口的正下方，圆形镂空孔（28）的正下方是余液罐（29），在转盘（24）逆时针旋转一个步进角停止时，采样软管（15）中的第一个采样液滴（32）滴在转盘（24）的上表面上，在第一个采样液滴（32）的正下方装有图像传感器（26）且正上方装有单色光源（27）；步进电机（21）、图像传感器（26）、单色光源（27）、旋转电机（8）、蠕动泵（11）以及第一电磁捏阀（12）、第二电磁捏阀（16）分别连接MCU控制系统；细胞液混合罐（9）内部装有多块水平固定在混合罐（9）内壁上的折流板（33），折流板（33）从上至下布置，上下相邻的两块折流板（33）相互交错且分别固定连接于混合罐（9）相对面的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种细胞浓度均匀性控制装置，其特征是：振动台底板（2）的一侧通过合页（3）固定连接于墙壁（1），振动台底板（2）另一侧的下方装有振动台铰接座（4），铰接座（4）上固定一根水平的铰接轴（5），连接片（6）上端空套在铰接轴（5）上，连接片（6）下端铰接曲柄（7）一端，曲柄（7）另一端与旋转电机（8）同轴相连。

3.一种如权利要求1所述的细胞浓度均匀性控制装置的均匀性控制方法，其特征是采用以下步骤：

步骤1：转盘（24）在初始位置，从输入软管（14）输入细胞混合液和细胞培养液至细胞液混合罐9内，

步骤2：MCU控制系统控制控制旋转电机（8）转动，振动台底板（2）带动细胞液混合罐（9）内的液体振动混合；MCU控制系统控制蠕动泵（11）转动，打开第一电磁捏阀（12），关闭第二电磁捏阀（16），液体经循环软管（13）循环混合；

步骤3：MCU控制系统控制第一电磁捏阀（12）关闭，第二电磁捏阀（16）打开，循环软管（13）中的液体流向取样软管（15），取样软管（15）中的余液经圆形镂空孔（28）进入余液罐（29）中，蠕动泵（11）停止转动；

步骤4：MCU控制系统控制步进电机（21）正转，转盘（24）逆时针转动一个步进角度α，转盘（24）停在第一次采样位置，第二电磁捏阀（16）关闭，第一个采样液滴（32）滴落在转盘（24）上；

步骤5：步进电机（21）再正转α角度，转盘（24）停在第一次图像采集位置，打开单色光源（27），第一个采样液滴（32）正下方的图像传感器（26）采集第一个采样液滴（32）的图像，将图像传给MCU控制系统；

步骤6：MCU控制系统控制步进电机（21）反转，使转盘（24）转回初始位置；

步骤7：MCU控制系统对图像进行处理，判断第一个采样液滴中细胞浓度均匀性，若均匀，则关闭蠕动泵（11）、第一电磁捏阀（12）、第二电磁捏阀（16）、旋转电机（8）和单色光源（27）；若未均匀，则重复进行多次采样、图像采集和均匀性判断，直至细胞浓度均匀为止；第i次采样时，，N是总采样次数，转盘（24）先逆时针转过i*α角度到达第i次采样位置，再逆时针转到（i+1）*α角度位置进行图像采集，然后反转（i+1）*α度回到初始位置。

4.根据权利要求3所述的均匀性控制方法，其特征是：步骤7 中，MCU控制系统将采集到的图像进行二值化处理得到二值图像，从二值图像中提取一个大正方形，将大正方形分成多个小正方形，从大正方形左上侧第一个小正方形开始扫描直至右下侧最后一个小正方形，计算每个小正方形的黑色像素点数P，若P_min≤P≤P_max，则判断细胞浓度均匀，P_min和P_max分别是设定的黑色像素点数的下限值和上限值。