[发明专利]一种细胞浓度均匀性控制方法与装置

说明书

本发明公开一种对细胞培养液与细胞混合液混合并对混合后液体中的细胞浓度均匀性进行控制的方法与装置，细胞液混合罐底部固定连接于水平布置的振动台底板中心上方，细胞混合罐底部和顶部之间连接循环软管，循环软管装有蠕动泵，蠕动泵和细胞液混合罐顶部之间的循环软管通过采样软管连接图像采集装置顶部，图像采集装置壳体内的转盘盘面靠近边缘处开有一个上下贯通的圆形镂空孔，转盘初始位置时，圆形镂空孔在采样软管出口的正下方，在转盘逆时针旋转一个步进角停止时，采样软管中的第一个采样液滴滴在转盘的上表面上，在第一个采样液滴的正下方装有图像传感器；本发明能使细胞与培养液混合更充分且能判断细胞混合液的均匀度。

技术领域

本发明涉及液体混合领域，具体是对细胞培养液与细胞混合液进行混合，对混合后液体中的细胞浓度均匀性进行控制，均匀性满足要求的混合后液体才能进一步流入微流控芯片中进行检测。

背景技术

微流控芯片将传统实验室的功能集中到一块小型的芯片中，实现生物和化学领域所涉及的反应、分离、检验等基本操作。微流控芯片的管道尺寸在μm量级，与细胞的大小可比，微流控芯片样品体积只需非常微小的几微升，因此流入微流控芯片的细胞混合液必须高效混合，才能使微流控芯片内的细胞均匀分布，以便实验与观察。而如何实现细胞培养液在微观尺度下的高效混合是微流控细胞检测领域中的难题，目前很少有针对细胞溶液的混合器，大部分还都是人工手动混合，或者使用液体混合器。但液体混合器并不适用于细胞溶液混合，因为细胞膜容易破裂，不能使用搅拌设备且外力不能过大，其次不能有过多空气混入，会污染细胞混合液，而且对于溶液是否充分混合，现有的混合器还无法检测。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提出一种细胞浓度均匀性控制方法与装置，在对细胞无损坏的同时能自动混合细胞培养液与细胞混合液，并自动控制细胞浓度的均匀性。

本发明提出的一种细胞浓度均匀性控制装置采用的技术方案是：具有一个细胞液混合罐，顶部连接输入软管，细胞液混合罐底部固定连接于水平布置的振动台底板中心上方，在旋转电机带动下振动台底板能以一侧边缘上下转动；细胞混合罐底部和顶部之间连接一根循环软管，循环软管装有蠕动泵，在蠕动泵和细胞液混合罐顶部之间的循环软管上装有第一电磁捏阀，在蠕动泵和细胞液混合罐顶部之间的循环软管通过采样软管连接图像采集装置顶部，采样软管上装有第二电磁捏阀；图像采集装置外部是一个密封的壳体，壳体内腔中设有转盘、步进电机和图像传感器，透明的转盘水平布置且由步进电机带动旋转，转盘的盘面靠近边缘处开有一个上下贯通的圆形镂空孔，转盘初始位置时，圆形镂空孔在采样软管出口的正下方且圆形镂空孔的正下方是余液罐，在转盘逆时针旋转一个步进角停止时，采样软管中的第一个采样液滴滴在转盘的上表面上，在第一个采样液滴的正下方装有图像传感器且正上方装有单色光源；步进电机、图像传感器、单色光源、旋转电机、蠕动泵以及第一电磁捏阀、第二电磁捏阀分别连接MCU控制系统。

所述细胞浓度均匀性控制装置的均匀性控制方法采用的技术方案是采用以下步骤：

步骤1：转盘在初始位置，从输入软管输入细胞混合液和细胞培养液至细胞液混合罐内；

步骤2：MCU控制系统控制控制旋转电机转动，振动台底板带动细胞液混合罐内的液体振动混合；MCU控制系统控制蠕动泵转动，第一电磁捏阀打开，第二电磁捏阀关闭，液体经循环软管循环混合；

步骤3：MCU控制系统控制第一电磁捏阀关闭，第二电磁捏阀打开，循环软管中的液体流向取样软管，余液经圆形镂空孔进入余液罐中，蠕动泵停止转动；

步骤4：MCU控制系统控制步进电机正转，转盘逆时针转动一个步进角度α，转盘停在第一次采样位置，第二电磁捏阀关闭，第一个采样液滴滴落在转盘上；

步骤5：步进电机再正转α角度，转盘停在第一次图像采集位置，打开单色光源，第一个采样液滴正下方的图像传感器采集第一个采样液滴的图像，将图像传给MCU控制系统；

步骤6：MCU控制系统控制步进电机反转，使转盘转回初始位置；