一种CO2培养箱的IPS细胞的培养温度控制方法与流程

一种co2培养箱的ips细胞的培养温度控制方法
技术领域
1.本发明涉及培养箱控制技术领域，尤其涉及一种co2培养箱的ips细胞的培养温度控制方法。


背景技术：

2.ips细胞被称作诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells)，是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞。分化的细胞在特定条件下被逆转后，恢复到全能性状态，或者形成胚胎干细胞系，或者进一步发育成新个体的过程即为细胞重编程。ips在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选以及神经系统疾病、心血管疾病等临床疾病治疗等方面具有巨大的潜在价值。
3.ips细胞培养环境与普通细胞培养环境截然不同，普通细胞培养环境5％co2浓度与37℃。而ips细胞在培养过程中，培养环境是阶段性变化的。本发明实现每个阶段环境变化自动控制与精准控制。


技术实现要素：

4.根据上述提出的技术问题，而提供一种co2培养箱的ips细胞的培养温度控制方法。本发明采用的技术手段如下：
5.一种co2培养箱的ips细胞的培养温度控制方法，包括如下步骤：
6.步骤1、根据ips不同各类的细胞培养，设定不同时间段的温度预设值sv；
7.步骤2、通过获取的co2培养箱内部的实时温度pv计算实时温度与温度预设值的控温偏差值er，包括三种状态，状态1：下一设定温度》上一进行温度，er》0；状态2：下一设定温度＝上一运行温度，er＝0；状态3：下一设定温度《上一运行温度，er《0；
8.步骤3、判定当前温度与下一设定温度的差的状态，当er》0时，控制器控制加热器以预设状态运行；当er＝0时，控制器控制加热器以预设状态运行；当er《0时，控制器控制加热器以预设状态运行，此外，控制器还控制微动空气泵运行，使低温空气进入到培养箱内，使co2培养箱内部的实时温度pv与设定温度sv一致。
9.进一步地，所述步骤3具体控制方法如下：
10.er》0时：
11.er》0.5时，svk＝sv+sv*(er/15)*st，st为升温时间，加热器控制输出out＝pid控制输出pidout*[1-(sv-pv)]；
[0012]
0.1℃＜er≤0.5℃时，停止其它加热器控制，只开启底部加热器，并且根据pid输出值进行间断式加热控制，底部加热器控制输出btout＝pid控制输出pidout*[1+(sv-pv)],间断时间t＝128*|(sv-pv)-0.663|；
[0013]
sv-pv≤0.1℃时，底部加热器控制输出btout＝0；
[0014]
er＝0时，加热器控制输出out＝pid控制输出pidout；
[0015]
er《0时，开启2位3通电磁阀、微动空气泵使室温空气通过hapa过滤器输入到培养
箱内，使温度达到与设定温度sv一致；
[0016]
er《-0.5时，svk＝sv+sv*(er/15)*升温时间st，加热器控制输出out＝pid控制输出pidout*[1-(sv-pv)]；
[0017]
er≥-0.5℃时，开启空气泵，同时电磁阀开关根据pid输出值进行pwm间断式通断控制，out＝pidout*[1-(sv-pv)]，间断时间t＝300*|(sv-pv)-0.32|，电磁阀打开时，空气进入培养箱内，电磁阀关闭时，空气通过电磁阀常开通道放空；
[0018]
sv-pv《＝0.1℃时，关闭电磁阀与空气泵，停止空气输入。
[0019]
本发明实现每个阶段环境变化自动控制与精准控制，升温、降温速度快及温度控制曲线平稳且无超调欠调。升温8度、降温8度最长完成时间为15min。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1为本发明温度控制特性曲线。
[0022]
图2为本发明温度升温控制曲线。
[0023]
图3为本发明温度降温控制曲线。
具体实施方式
[0024]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
[0025]
本实施例所采用的培养箱包括：主加热器、门加热器、底部加热器、温度传感器、空气泵、控制器。培养箱包括箱体，其上设置所述主加热器、门加热器、底部加热器。所述的主加热器、门加热器、底部加热器、温度传感器、空气泵与控制器相连。所述的空气泵与培养箱相连，其间设有2位3通电磁阀。
[0026]
本实施例公开了一种co2培养箱的ips细胞的培养温度控制方法，包括如下步骤：
[0027]
步骤1、根据ips不同各类的细胞培养，设定不同时间段的温度预设值sv；如图1所示，本实施例中，预设温度sv包含(sv1、sv2、sv3、sv4、sv5、sv6、sv7、sv8)，每个设定温度在对应温度控制时间段t包含(t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8)，sv设定范围(30℃～40℃)，根据ips不同各类的细胞培养，设定不同的温度值。t1～t8设定范围(1～99h)。通过对sv1～sv8，t1～t8数据设定，生成了一条完整的温控曲线。通过plc可编程控制器进行全自动控制。
[0028]
步骤2、通过获取的co2培养箱内部的实时温度pv计算实时温度与温度预设值的控温偏差值er，包括三种状态，状态1：下一设定温度》上一进行温度，er》0；状态2：下一设定温度＝上一运行温度，er＝0；状态3：下一设定温度《上一运行温度，er《0；
[0029]
步骤3、温度控制开始，先判定当前温度与下一设定温度的差的状态，当er》0时，控制器控制加热器以预设状态运行；当er＝0时，控制器控制加热器以预设状态运行；当er《0
时，控制器控制加热器以预设状态运行，此外，控制器还控制微动空气泵运行，使低温空气进入到培养箱内，使co2培养箱内部的实时温度pv与设定温度sv一致。
[0030]
所述步骤3具体控制方法如下：
[0031]
er》0时：
[0032]
er》0.5时，svk＝sv+sv*(er/15)*st，st为升温时间，其中svk为下一时间的预设温度，本实施例中，st值为15分钟时间计时器，加热器控制输出out＝pid控制输出pidout*[1-(sv-pv)]；
[0033]
0.1℃＜er≤0.5℃时，停止其它加热器控制，只开启底部加热器，并且根据pid输出值进行间断式加热控制，底部加热器控制输出btout＝pid控制输出pidout*[1+(sv-pv)],间断时间t＝128*|(sv-pv)-0.663|；
[0034]
sv-pv≤0.1℃时，底部加热器控制输出btout＝0；
[0035]
er＝0时，加热器控制输出out＝pid控制输出pidout；
[0036]
er《0时，开启2位3通电磁阀、微动空气泵使22℃～25℃的室温空气通过hapa过滤器输入到培养箱内，使温度达到与设定温度sv一致；
[0037]
er《-0.5时，svk＝sv+sv*(er/15)*升温时间st，加热器控制输出out＝pid控制输出pidout*[1-(sv-pv)]；
[0038]
er≥-0.5℃时，开启空气泵，同时电磁阀开关根据pid输出值进行pwm间断式通断控制，out＝pidout*[1-(sv-pv)]，间断时间t＝300*|(sv-pv)-0.32|，电磁阀打开时，空气进入培养箱内，电磁阀关闭时，空气通过电磁阀常开通道放空；
[0039]
sv-pv《＝0.1℃时，关闭电磁阀与空气泵，停止空气输入。
[0040]
如图2，图3所示，本实施例到达升温降温设定值时，升温8度、降温8度最长完成时间为15min，温度值平滑过度，无超调与欠调。
[0041]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。