一種便攜式實時監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)以操作相對簡便且能保持活細(xì)胞長期穩(wěn)定傳代等優(yōu)點，作為細(xì)胞生物學(xué)實驗研究中一個重要手段被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)和藥物研發(fā)等領(lǐng)域。各類體外細(xì)胞培養(yǎng)方法及裝置的研究也層出不窮，這其中，源于一些非常規(guī)的細(xì)胞生物學(xué)實驗研究需求，培養(yǎng)條件的控制和參數(shù)檢測以及培養(yǎng)系統(tǒng)的小型化一直是關(guān)注的重點。在體外細(xì)胞培養(yǎng)過程中，研究人員對細(xì)胞進(jìn)行觀測的手段一般是采用肉眼觀察或使用顯微鏡觀察，也有采用縮時攝影記錄活細(xì)胞動態(tài)變化的方法，但隨著細(xì)胞

2、生物學(xué)研究的發(fā)展，對細(xì)胞觀測手段也有了新的需求，細(xì)胞培養(yǎng)過程的實時監(jiān)測與記錄也逐漸被提出，因為在細(xì)胞生長過程中可能隱藏著對細(xì)胞生理、生化研究具有重要意義的事件。故在便攜式細(xì)胞培養(yǎng)裝置中也需要能夠?qū)?xì)胞培養(yǎng)過程進(jìn)行實時跟蹤并記錄的功能。
　　本課題針對裝置小型化、過程監(jiān)測實時化的需求，試圖通過對細(xì)胞培養(yǎng)過程中實時觀測手段與在線流體控制技術(shù)的研究，提升細(xì)胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液交換的控制與培養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)控的精度，并實現(xiàn)整體實驗裝置的便攜性，從而

3、為一些專用的細(xì)胞生物學(xué)實驗研究和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。研究內(nèi)容圍繞以自制細(xì)胞培養(yǎng)器為核心的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)、以CCD與物鏡鏡頭組合搭建的在線顯微觀測系統(tǒng)，以及以注射泵為液體驅(qū)動部件的在線流體控制系統(tǒng)這三部分展開，主要包括細(xì)胞培養(yǎng)裝置設(shè)計、部組件選擇、顯微觀測平臺搭建、流體輸送模式篩選，并自行研制相關(guān)的電控系統(tǒng)，最終嘗試完成一套便攜式的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有自動化實時觀測細(xì)胞生長狀態(tài)以及對細(xì)胞培養(yǎng)過程進(jìn)行目的性控制的功能。
　　本研究使用人

4、臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞株EA.hy926進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)實驗，以驗證裝置的設(shè)計功能，通過三個功能性實驗分別對細(xì)胞培養(yǎng)裝置的顯微觀測系統(tǒng)、流體控制系統(tǒng)與裝置整體功能進(jìn)行評估，實驗結(jié)果證明本裝置可以獨立完成上述功能，滿足設(shè)計預(yù)期。
　　本研究發(fā)展了小型細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的在線顯微觀測與在線流體控制的技術(shù)，最終完成了一套整合上述技術(shù)的并可進(jìn)行過程記錄的便攜式細(xì)胞培養(yǎng)裝置。該裝置可服務(wù)于對設(shè)備尺寸、便攜性、在線觀測以及自動操作有特殊要求的細(xì)胞生物學(xué)研究