一种活细胞分析设备及方法与流程

本发明涉及活细胞分析技术领域，更具体地说，本发明涉及一种活细胞分析设备及方法。

背景技术：

自体活细胞是基于prp，prp为platelet-richplasma的缩写，中文名称为“高浓度血小板血浆”，prp是利用自身血液制作的富含血小板的高浓度血浆，prp抗衰老修复的原理，是根据生长因子的强大再生力量，促使肌肤新生而成；

美国essen公司开发了第三代长时间实时动态活细胞成像分析仪——incucytes3，用一种非侵入式的方法，记录细胞的实时生长状态。这种成像方法，被称为“实时细胞内涵成像”(livecontentimaging)，扩充了用户记录和理解细胞生长、细胞行为和细胞形态的途径。

但是这种仪器还存在以下缺点：容量小，环境单一，检测活细胞的板、皿、瓶及载玻片放置有限，不能同时观察多个活细胞在不同生存环境下的存活状态，无法多个培养器内细胞进行对比，且对比结果不能直观明了的显示，不利于后期培养。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种活细胞分析设备及方法，通过利用plc控制器控制压力泵的工作以及流量控制阀的开启，分别改变培养液浓度试验箱中的培养液浓度、氧气浓度试验箱中的氧气浓度以及温度试验箱中的温度，分别检测在不同渗透压、氧气和温度环境下，自体活细胞生存的最佳环境，培养出各项功能完善以及存活率最高的自体活细胞，用于整容行业，能够使抗衰老效果更好，抗衰老修复能力强的细胞能够提高用户的抗衰老以及修复效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种活细胞分析设备，包括机体，所述机体内部设有上料仓和实验仓，所述实验仓设置于上料仓底部，所述上料仓内部设有水箱、培养液罐、荧光试剂罐和氧气罐，所述实验仓内部设有旋转实验箱，所述旋转实验箱设置为三层，每层所述旋转实验箱外侧均设有驱动机构，每层所述旋转实验箱内部中心均固定套设有输料总管，所述输料总管外侧对应的旋转实验箱内部均匀环绕设置有多个实验柜，所述实验柜前侧设有活动密封门，所述实验柜内部设有培养皿、摄像头、紫外照射灯和温控灯；

所述输料总管顶端和底端均设有滚珠轴承，所述输料总管内部设有布料管，所述水箱、培养液罐、荧光试剂罐和氧气罐均依次通过压力泵、输料多通管贯穿滚珠轴承与布料管连接，所述布料管输入端贯穿输料总管顶端且延伸至滚珠轴承内部，所述布料管输出端延伸至实验柜内部的培养皿上方，且连接有流量控制阀。

在一个优选地实施方式中，所述水箱、培养液罐、荧光试剂罐和氧气罐环绕设置于上料仓内部且顶端均贯穿机体连接加料顶盖。

在一个优选地实施方式中，所述驱动机构包括步进电机、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述步进电机与机体内壁固定连接，所述从动锥齿轮固定设置于旋转实验箱底部，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮垂直设置，且相互啮合连接。

在一个优选地实施方式中，三层所述旋转实验箱从上到下具体为培养液浓度试验箱、氧气浓度试验箱和温度试验箱，相邻两个所述旋转实验箱之间的滚珠轴承通过横板与机体固定连接。

在一个优选地实施方式中，每层所述旋转实验箱前侧对应的机体上均设有开口，所述开口长度和宽度均大于实验柜上的活动密封门长度和宽度，所述开口与活动密封门相对应，所述活动密封门上设有把手。

在一个优选地实施方式中，所述培养皿设置于实验柜内腔底部，所述摄像头设置于实验柜内腔顶部，所述紫外照射灯和温控灯分别设置于摄像头两侧且与实验柜固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述布料管包括竖管和连接于竖管底部的多个横管，所述横管贯穿实验柜后侧壁且延伸至培养皿上方，多个所述横管分别与旋转实验箱内的多个实验柜相对应，所述流量控制阀固定设置于横管上，所述横管端部设有喷头。

在一个优选地实施方式中，所述机体前侧壁一侧设有触摸显示屏和plc控制器，每层所述旋转实验箱一侧对应的机体前侧均设有显示器，所述plc控制器通过a/d转换器与显示器连接，所述plc控制器输入端设有图像识别模块，所述图像识别模块输入端与摄像头输出端连接。

在一个优选地实施方式中，所述输料总管外部套设有旋转编码器，所述旋转编码器通过a/d转换器与plc控制器连接，所述plc控制器通过d/a转换器与步进电机连接。

本发明还提供了一种活细胞分析方法，具体包括以下步骤：

步骤一、首先将水箱、培养液罐、荧光试剂罐和氧气罐内分别加入水、培养液、荧光试剂和氧气，然后在培养皿中放入浓度适中的培养液以及等量的自体活细胞，经触摸显示屏操作，旋转编码器检测旋转角度，从而控制步进电机分别带动每层的旋转实验箱转动，使每个实验柜依次与开口相对应，打开活动密封门，将培养皿放入，打开温控灯，保证一定的光照，以及保持恒温；

步骤二、三层旋转实验箱中，plc控制器控制氧气罐一侧的压力泵工作，流量控制阀打开，经输料多通管同时向三层旋转实验箱中的滚珠轴承内输送氧气，氧气经布料管向每层旋转实验箱中的多个实验柜中输送适量浓度的氧气，供细胞培养使用；

步骤三、氧气浓度试验箱中，通过plc控制器控制氧气浓度试验箱中布料管上的流量控制阀，实现氧气浓度试验箱中每个实验柜中不同量的氧气的供应，保证每个实验柜中氧气浓度不同；

步骤四、培养液浓度试验箱中，plc控制器控制水箱一侧的压力泵工作，并且控制流量控制阀的开启时间，通过布料管向培养液浓度试验箱中的一半数量的实验柜中的培养皿中输送不同量的水，输送完成后，控制培养液罐一侧的压力泵工作，向另一半的实验柜中的培养皿中输送不同量的培养液，保证整个培养液浓度试验箱中的每个实验柜中的培养皿中培养液浓度不同；

步骤五、温度试验箱中，plc控制器控制每个实验柜中的温控灯，进行温度调节，保证每个实验柜中温度不同；

步骤六、按照上述每层旋转实验箱中的环境，培养自体活细胞一段时间后，plc控制器控制荧光试剂罐一侧的压力泵工作，向每层旋转实验箱中的每个实验柜中的培养皿中输送等量的荧光试剂，然后开启摄像头和紫外照射灯，关闭温控灯，此时生活力强的细胞能发出强烈的黄绿色荧光，生活力弱的细胞发出荧光较弱；死亡细胞无荧光，根据此原理，摄像头拍摄每个培养皿中的细胞生长情况；

步骤七、摄像头拍摄的照片发送给图像识别模块进行识别，并根据荧光亮度计算出每个培养皿中生活力强和生活力弱的数量，得出的结果经显示器进行显示，并且最终生活力强的细胞数量最多的培养皿以及其细胞分析数据经plc控制器发送至触摸显示屏，工作人员调出触摸显示屏上展示的培养皿数据以及此培养皿所处细胞生存环境的数据，根据此数据，进行后期的自体活细胞培养；

步骤八、培养前，将各个培养皿取出清理，并且紫外照射灯工作，对每个实验柜进行杀菌消毒，然后再根据步骤七中得到的数据进行培养自体活细胞。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过利用plc控制器控制水箱、培养液罐、荧光试剂罐和氧气罐连接的压力泵工作，以及控制流量控制阀的开启，分别改变培养液浓度试验箱中的培养液浓度、氧气浓度试验箱中的氧气浓度以及温度试验箱中的温度，分别检测在不同渗透压、氧气和温度环境下，自体活细胞生存的最佳环境，培养出各项功能完善以及存活率最高的自体活细胞，用于整容行业，生活力强的自体活细胞抗衰老效果更好，抗衰老修复能力强的细胞能够提高用户的抗衰老以及修复效果，大大提高了抗衰老能力，并且自体活细胞生活力强，使用后，根据生长因子的强大再生力量，促使肌肤新生而成，后期抗衰老作用时间长，维持时间更长；

2、通过在每层旋转实验箱设置多个实验柜，使渗透压调节、氧气浓度调节以及温度调节变量多，实验数据更加详细，数据对比结果更加可信，能够精准的得到自体活细胞生存的最佳环境，便于后期大量的培养细胞，使细胞成活率最高，用于整容行业时，抗衰老效果更加有保障，更加令人可信；

3、整个设备智能操作培养以及数据检测，智能精准控制培养液、氧气浓度和温度，避免人工操作导致的误差，影响后期培养结果，利用荧光标记的方法，摄像头与图像识别模块配合，并使用紫外照射灯提供光源，根据细胞的荧光亮度检测细胞的生活力，一次测量得出精准结果，数据可靠，减少实验成本，为后期的大量培养提供保障。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的上料仓俯视图。

图3为本发明的旋转实验箱俯视图。

图4为本发明的实验柜结构示意图。

图5为本发明的系统结构示意图。

附图标记为：1机体、2上料仓、3实验仓、4水箱、5培养液罐、6荧光试剂罐、7氧气罐、81培养液浓度试验箱、82氧气浓度试验箱、83温度试验箱、9驱动机构、91步进电机、92主动锥齿轮、93从动锥齿轮、10输料总管、11实验柜、12活动密封门、13培养皿、14摄像头、15紫外照射灯、16温控灯、17滚珠轴承、18布料管、19压力泵、20输料多通管、21流量控制阀、22开口、23竖管、24横管、25触摸显示屏、26plc控制器、27显示器、28图像识别模块、29旋转编码器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

根据图1-3所示的一种活细胞分析设备，包括机体1，所述机体1内部设有上料仓2和实验仓3，所述实验仓3设置于上料仓2底部，所述上料仓2内部设有水箱4、培养液罐5、荧光试剂罐6和氧气罐7，所述实验仓3内部设有旋转实验箱，所述旋转实验箱设置为三层，每层所述旋转实验箱外侧均设有驱动机构9，每层所述旋转实验箱内部中心均固定套设有输料总管10，所述输料总管10外侧对应的旋转实验箱内部均匀环绕设置有多个实验柜11，所述实验柜11前侧设有活动密封门12，所述实验柜11内部设有培养皿13、摄像头14、紫外照射灯15和温控灯16；

三层所述旋转实验箱从上到下具体为培养液浓度试验箱81、氧气浓度试验箱82和温度试验箱83，相邻两个所述旋转实验箱之间的滚珠轴承17通过横板与机体1固定连接；

所述输料总管10顶端和底端均设有滚珠轴承17，所述输料总管10内部设有布料管18，所述水箱4、培养液罐5、荧光试剂罐6和氧气罐7均依次通过压力泵19、输料多通管20贯穿滚珠轴承17与布料管18连接，所述布料管18输入端贯穿输料总管10顶端且延伸至滚珠轴承17内部，所述布料管18输出端延伸至实验柜11内部的培养皿13上方，且连接有流量控制阀21；

所述布料管18包括竖管23和连接于竖管23底部的多个横管24，所述横管24贯穿实验柜11后侧壁且延伸至培养皿13上方，多个所述横管24分别与旋转实验箱内的多个实验柜11相对应，所述流量控制阀21固定设置于横管24上，所述横管24端部设有喷头；

本发明还提供了一种活细胞分析方法，具体包括以下步骤：

步骤一、首先将水箱4、培养液罐5、荧光试剂罐6和氧气罐7内分别加入水、培养液、荧光试剂和氧气，然后在培养皿13中放入浓度适中的培养液以及等量的自体活细胞，经触摸显示屏25操作，旋转编码器29检测旋转角度，从而控制步进电机91分别带动每层的旋转实验箱转动，使每个实验柜11依次与开口22相对应，打开活动密封门12，将培养皿13放入，打开温控灯16，保证一定的光照，以及保持恒温；

步骤二、三层旋转实验箱中，plc控制器26控制氧气罐7一侧的压力泵19工作，流量控制阀21打开，经输料多通管20同时向三层旋转实验箱中的滚珠轴承17内输送氧气，氧气经布料管18向每层旋转实验箱中的多个实验柜11中输送适量浓度的氧气，供细胞培养使用；

步骤三、氧气浓度试验箱82中，通过plc控制器26控制氧气浓度试验箱82中布料管18上的流量控制阀21，实现氧气浓度试验箱82中每个实验柜11中不同量的氧气的供应，保证每个实验柜11中氧气浓度不同；

步骤四、培养液浓度试验箱81中，plc控制器26控制水箱4一侧的压力泵19工作，并且控制流量控制阀21的开启时间，通过布料管18向培养液浓度试验箱81中的一半数量的实验柜11中的培养皿13中输送不同量的水，输送完成后，控制培养液罐5一侧的压力泵19工作，向另一半的实验柜11中的培养皿13中输送不同量的培养液，保证整个培养液浓度试验箱81中的每个实验柜11中的培养皿13中培养液浓度不同；

步骤五、温度试验箱83中，plc控制器26控制每个实验柜11中的温控灯16，进行温度调节，保证每个实验柜11中温度不同；

步骤六、按照上述每层旋转实验箱中的环境，培养自体活细胞一段时间后，plc控制器26控制荧光试剂罐6一侧的压力泵19工作，向每层旋转实验箱中的每个实验柜11中的培养皿13中输送等量的荧光试剂，然后开启摄像头14和紫外照射灯15，关闭温控灯16，此时生活力强的细胞能发出强烈的黄绿色荧光，生活力弱的细胞发出荧光较弱；死亡细胞无荧光，根据此原理，摄像头14拍摄每个培养皿13中的细胞生长情况；

步骤七、摄像头14拍摄的照片发送给图像识别模块28进行识别，并根据荧光亮度计算出每个培养皿13中生活力强和生活力弱的数量，得出的结果经显示器27进行显示，并且最终生活力强的细胞数量最多的培养皿13以及其细胞分析数据经plc控制器26发送至触摸显示屏25，工作人员调出触摸显示屏25上展示的培养皿13数据以及此培养皿13所处细胞生存环境的数据，根据此数据，进行后期的自体活细胞培养；

步骤八、培养前，将各个培养皿13取出清理，并且紫外照射灯15工作，对每个实验柜11进行杀菌消毒，然后再根据步骤七中得到的数据进行培养自体活细胞。

通过利用plc控制器26控制压力泵19的工作以及流量控制阀21的开启，分别改变培养液浓度试验箱81中的培养液浓度、氧气浓度试验箱82中的氧气浓度以及温度试验箱83中的温度，分别检测在不同渗透压、氧气和温度环境下，自体活细胞生存的最佳环境，培养出各项功能完善以及存活率最高的自体活细胞，用于整容行业，能够使抗衰老效果更好，抗衰老修复能力强的细胞能够提高用户的抗衰老以及修复效果。

实施例2：

根据图2所示的一种活细胞分析设备及方法，所述水箱4、培养液罐5、荧光试剂罐6和氧气罐7环绕设置于上料仓2内部且顶端均贯穿机体1连接加料顶盖，便于加料；

每层所述旋转实验箱前侧对应的机体1上均设有开口22，所述开口22长度和宽度均大于实验柜11上的活动密封门12长度和宽度，所述开口22与活动密封门12相对应，所述活动密封门12上设有把手，便于打开拿取/放置培养皿13；

根据图3所示的一种活细胞分析设备及方法，所述驱动机构9包括步进电机91、主动锥齿轮92和从动锥齿轮93，所述步进电机91与机体1内壁固定连接，所述从动锥齿轮93固定设置于旋转实验箱底部，所述从动锥齿轮93与主动锥齿轮92垂直设置，且相互啮合连接，步进电机91通过从动锥齿轮93带动主动锥齿轮92转动，从而带动旋转实验箱转动；

根据图4所示的一种活细胞分析设备及方法，所述培养皿13设置于实验柜11内腔底部，所述摄像头14设置于实验柜11内腔顶部，所述紫外照射灯15和温控灯16分别设置于摄像头14两侧且与实验柜11固定连接，为培养皿13提供光照、温度以及便于后期为荧光剂提供光源，且能够杀菌消毒；

根据图1和图5所示的一种活细胞分析设备及方法，所述机体1前侧壁一侧设有触摸显示屏25和plc控制器26，每层所述旋转实验箱一侧对应的机体1前侧均设有显示器27，所述plc控制器26通过a/d转换器与显示器27连接，所述plc控制器26输入端设有图像识别模块28，所述图像识别模块28输入端与摄像头14输出端连接，摄像头14将拍摄的图片发送给图像识别模块28，由图像识别模块28进行识别，并根据荧光亮度计算出每个培养皿13中生活力强和生活力弱的数量，得出的结果经显示器27进行显示，并且最终生活力强的细胞数量最多的培养皿13以及其细胞分析数据经plc控制器26发送至触摸显示屏25，工作人员调出触摸显示屏25上展示的培养皿13数据以及此培养皿13所处细胞生存环境的数据，根据此数据，进行后期的自体活细胞培养；

所述输料总管10外部套设有旋转编码器29，所述旋转编码器29通过a/d转换器与plc控制器26连接，所述plc控制器26通过d/a转换器与步进电机91连接，通过旋转编码器29检测旋转角度，从而通过plc控制器26控制整个旋转实验箱的转动角度，实现培养皿13的上下料，以及实现每个培养皿13的精准下料。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。