用于细胞培养的灌流换液方法、装置、系统和计算机设备与流程

1.本技术涉及细胞培养技术领域，特别是涉及用于细胞培养的灌流换液方法、装置、系统和计算机设备。


背景技术：

2.随着生物技术药物广泛应用于人类疾病的诊治和预防，作为生物制药领域中关键技术之一的细胞培养技术也快速发展，而在细胞培养过程中，为了有效防止污染和交叉污染，通常选择生物一次性使用系统对细胞进行培养，其中，灌流培养技术是基于生物一次性使用系统的常见培养技术。
3.目前的灌流培养方法，基于预设液体重量和实际液体重量的比较结果，通过称重系统控制蠕动泵的运行速率，从而在更新培养液的同时，使得灌流换液过程中的培养液总量不会减少，但是，该方法在保证细胞培养液总量不变时，未考虑不合理的灌流速率会对培养液造成不良影响，例如，较低的灌流速率会导致细胞生长所需的营养不足，以及有害代谢废物快速积累等情况，降低细胞产品的质量水平。
4.针对相关技术中存在无法实时调节灌流过程中的换液速率的问题，目前还没有提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.在本实施例中提供了一种灌流换液方法、装置、系统和计算机设备，以解决相关技术中无法实时调节灌流过程中的换液速率的问题。
6.第一个方面，在本实施例中提供了一种用于细胞培养的灌流换液方法，适用于灌流换液系统；所述灌流换液系统包括：激流式反应器、进液管、出液管、进液蠕动泵、出液蠕动泵、控制柜，通过所述进液管连接所述激流式反应器和所述进液蠕动泵，通过所述出液管连接所述激流式反应器和所述出液蠕动泵，而所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵均与所述控制柜相连接；所述方法包括：
7.基于预设的运行参数，控制所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作；
8.在对所述目标细胞进行所述灌流换液操作时，实时获取所述进液蠕动泵的进液累积流量，以及所述出液蠕动泵的出液累积流量；
9.对所述进液累积流量和所述出液累积流量进行比较，基于比较结果对所述灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
10.在其中的一些实施例中，所述基于预设的运行参数，控制所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作之前，还包括：
11.基于所述目标细胞的特性，设定所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵在每个灌流换液阶段对应的所述运行参数，以及所述每个灌流换液阶段对应的调整范围。
12.在其中的一些实施例中，所述基于预设的运行参数，控制所述进液蠕动泵和所述
出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作，包括：
13.基于所述每个灌流换液阶段对应的所述运行参数，对所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵进行校准，所述运行参数包括运行速率和运行时间；
14.控制校准后的所述进液蠕动泵和校准后的所述出液蠕动泵，对所述目标细胞进行所述灌流换液操作。
15.在其中的一些实施例中，所述对所述进液累积流量和所述出液累积流量进行比较，基于比较结果对所述灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，包括：
16.获取所述进液累积流量和所述出液累积流量之间的差值，将所述差值作为所述灌流换液操作对应的累积流量偏差值；
17.若所述累积流量偏差值在所述调整范围内，则基于所述累积流量偏差值，对所述灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
18.在其中的一些实施例中，所述若所述累积流量偏差值在所述调整范围内，则基于所述累积流量偏差值，对所述灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，包括：
19.在所述累积流量偏差值小于所述调整范围的下限值时，保持所述灌流换液操作对应的换液速率；
20.在所述累积流量偏差值不小于所述调整范围的下限值，且所述累积流量偏差值小于所述调整范围的上限值时，实时调整所述灌流换液操作对应的换液速率；
21.在所述累积流量偏差值大于所述调整范围的上限值时，关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到所述累积流量偏差值小于所述调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭所述报警机制。
22.在其中的一些实施例中，所述在所述累积流量偏差值不小于所述调整范围的下限值，且所述累积流量偏差值小于所述调整范围的上限值时，实时调整所述灌流换液操作对应的换液速率，包括：
23.在所述累积流量偏差值不小于所述调整范围的下限值，且所述累积流量偏差值小于所述调整范围的上限值时，判断所述进液累积流量是否大于所述出液累积流量；
24.在所述进液累积流量大于所述出液累积流量时，基于所述累积流量偏差值，对所述进液蠕动泵进行降速调整；
25.在所述进液累积流量小于所述出液累积流量时，基于所述累积流量偏差值，对所述出液蠕动泵进行降速调整。
26.第二个方面，在本实施例中提供了一种用于细胞培养的灌流换液装置，适用于灌流换液系统；所述灌流换液系统包括：激流式反应器、进液管、出液管、进液蠕动泵、出液蠕动泵、控制柜，通过所述进液管连接所述激流式反应器和所述进液蠕动泵，通过所述出液管连接所述激流式反应器和所述出液蠕动泵，而所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵均与所述控制柜相连接；所述装置包括：
27.控制模块，基于预设的运行参数，控制所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作；
28.获取模块，在对所述目标细胞进行所述灌流换液操作时，实时获取所述进液蠕动泵的进液累积流量，以及所述出液蠕动泵的出液累积流量；
29.调整模块，对所述进液累积流量和所述出液累积流量进行比较，基于比较结果对所述灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
30.第三个方面，在本实施例中提供了一种用于细胞培养的灌流换液系统，所述灌流换液系统包括：激流式反应器、进液管、出液管、进液蠕动泵、出液蠕动泵、控制柜，通过所述进液管连接所述激流式反应器和所述进液蠕动泵，以及通过所述出液管连接所述激流式反应器和所述出液蠕动泵，而所述进液蠕动泵和所述出液蠕动泵均与所述控制柜相连接。
31.第四个方面，在本实施例中提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一个方面所述的用于细胞培养的灌流换液方法。
32.第五个方面，在本实施例中提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一个方面所述的用于细胞培养的灌流换液方法。
33.与相关技术相比，在本实施例中提供用于细胞培养的灌流换液方法、装置、系统和计算机设备，通过基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量，进一步地，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，基于比较结果对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，解决了无法实时调节灌流过程中的换液速率的问题，实现了在细胞培养过程中合理调节换液速率，以保证提供平稳的细胞生长环境。
34.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
35.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
36.图1是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液方法的终端设备的硬件结构框图；
37.图2是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液方法的流程图；
38.图3是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液方法的流程示意；
39.图4是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液方法的优选流程图；
40.图5是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液装置的结构框图；
41.图6是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液系统的结构示意图；
42.图7是本技术一实施例提供的用于细胞培养的灌流换液系统的逻辑示意图。
43.图中：102、处理器；104、存储器；106、传输设备；108、输入输出设备；100、控制模块；200、获取模块；300、调整模块；10、激流式反应器；20、进液管；30、出液管；40、进液蠕动泵；50、出液蠕动泵；60、控制柜。
具体实施方式
44.为更清楚地理解本技术的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本技术进行了描述和说明。
45.除另作定义外，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应具有本技术所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本技术中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本技术中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本技术中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本技术中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本技术中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。
46.在本实施例中提供的方法实施例可以在终端、计算机或者类似的运算装置中执行。比如在终端上运行，图1是本实施例的用于细胞培养的灌流换液方法的终端的硬件结构框图。如图1所示，终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102和用于存储数据的存储器104，其中，处理器102可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置。上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述终端的结构造成限制。例如，终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示出的不同配置。
47.存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如在本实施例中的用于细胞培养的灌流换液方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
48.传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络包括终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
49.在本实施例中提供了一种用于细胞培养的灌流换液方法，图2是本实施例的用于细胞培养的灌流换液方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
50.步骤s210，基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作。
51.步骤s220，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量。
52.具体地，在对目标细胞进行灌流换液操作的过程中，蠕动泵的累积流量计算公式如下：
53.f
t
＝fs×n54.其中，f
t
表示蠕动泵的累积流量；fs表示蠕动泵每转一圈所产生的液体流量值；n表示蠕动泵的运行圈数，并基于上述累积流量计算公式，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量。
55.步骤s230，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，基于比较结果对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
56.需要知道的是，将进液累积流量和出液累积流量之间的差值，作为灌流换液操作对应的累积流量偏差值，且累积流量偏差值的大小用于实时表征灌流换液系统中进出液状态是否平衡。
57.目前的灌流培养方法，基于预设液体重量和实际液体重量的比较结果，通过称重系统控制蠕动泵的运行速率，从而在更新培养液的同时，使得灌流换液过程中的培养液总量不会减少，但是，该方法在保证细胞培养液总量不变时，未考虑不合理的灌流速率会对培养液造成不良影响，例如，较低的灌流速率会导致细胞生长所需的营养不足，以及有害代谢废物快速积累等情况，降低细胞产品的质量水平。而本技术通过实时调整灌流过程中的换液速率，在满足现有技术中保持培养液总量不变的同时，有效避免不合理的灌流速率对培养液造成不良影响，具体地，基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量，进一步地，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，基于比较结果对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，解决了无法实时调节灌流过程中的换液速率的问题，实现了在细胞培养过程中合理调节换液速率，以保证提供平稳的细胞生长环境。
58.在其中的一些实施例中，基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作之前，还包括如下步骤：
59.步骤s201，基于目标细胞的特性，设定进液蠕动泵和出液蠕动泵在每个灌流换液阶段对应的运行参数，以及每个灌流换液阶段对应的调整范围。
60.具体地，根据需要灌流培养的目标细胞特性，例如，目标细胞生长所需的渗透压和酸碱度等，预先设置进液蠕动泵和出液蠕动泵在不同灌流换液阶段对应的运行参数，以及不同灌流换液阶段对应的调整范围，其中，对于不同目标细胞的培养过程，对应存在不同数量的灌流换液阶段，并且根据目标细胞特性设定阶段数量。
61.需要知道的是，上述调整范围指的是与累积流量偏差值相对应的具体数值范围，若实时的累积流量偏差值在该具体数值范围内，则表明需要对当前的换液速率进行调整。
62.通过本实施例，基于目标细胞的特性，设定进液蠕动泵和出液蠕动泵在每个灌流换液阶段对应的运行参数，以及每个灌流换液阶段对应的调整范围，从而能够在不同灌流换液阶段，对进液蠕动泵和出液蠕动泵进行准确设定，以保证不同灌流换液阶段的进出液状态较为稳定。
63.在其中的一些实施例中，基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作，包括如下步骤：
64.步骤s211，基于每个灌流换液阶段对应的运行参数，对进液蠕动泵和出液蠕动泵进行校准，运行参数包括运行速率和运行时间；
65.步骤s212，控制校准后的进液蠕动泵和校准后的出液蠕动泵，对目标细胞进行灌流换液操作。
66.具体地，对于每个灌流换液阶段的进液蠕动泵和出液蠕动泵，设定其运行参数，该运行参数包括运行速率和运行时间，进而控制校准后的进液蠕动泵和校准后的出液蠕动泵，对目标细胞进行灌流换液操作，例如，根据目标细胞特性，设定两个灌流换液阶段，其中，设定第一灌流换液阶段进液蠕动泵的运行速率为v
11
、出液蠕动泵的运行速率为v
12
和运行时间t1，以及第二灌流换液阶段进液蠕动泵的运行速率为v
21
、出液蠕动泵的运行速率为v
22
和运行时间t2，在启动灌流换液系统时，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵以第一灌流换液阶段对应的运行参数进行工作，在运行时间达到t1时，进入第二灌流换液阶段，进液蠕动泵和出液蠕动泵切换运行速率，并在运行时间达到t2时，进液蠕动泵和出液蠕动泵停止运行。
67.需要知道的是，在启动灌流换液系统之前，通过激流式反应器开始细胞培养，包括配置相应的新鲜培养液、细胞截留装置以及细胞收获装置，并将灌流换液系统的运行参数设置为第一灌流换液阶段对应的运行参数。
68.通过本实施例，基于每个灌流换液阶段对应的运行参数，对进液蠕动泵和出液蠕动泵进行校准，运行参数包括运行速率和运行时间，并控制校准后的进液蠕动泵和校准后的出液蠕动泵，对目标细胞进行灌流换液操作。
69.在其中的一些实施例中，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，基于比较结果对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，包括如下步骤：
70.步骤s231，获取进液累积流量和出液累积流量之间的差值，将差值作为灌流换液操作对应的累积流量偏差值；
71.步骤s232，若累积流量偏差值在调整范围内，则基于累积流量偏差值，对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
72.具体地，对实时获取的进液累积流量和出液累积流量进行比较，计算进液累积流量和出液累积流量之间的差值，将该差值作为当前灌流换液操作对应的累积流量偏差值。
73.进一步地，判断当前累积流量偏差值是否在当前阶段对应的调整范围内，若累积流量偏差值在调整范围内，则表明需要对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
74.需要知道的是，在检测到累积流量偏差值较小时，表明当前的进出液状态相对稳定，反之，在检测到累积流量偏差值过大时，则表明当前的进出液状态不平衡，需要对换液速率进行微调，其中，根据累积流量偏差值和调整范围的实际比较结果，判断是否需要微调速率。
75.通过本实施例，获取进液累积流量和出液累积流量之间的差值，将差值作为灌流换液操作对应的累积流量偏差值，若累积流量偏差值在调整范围内，则基于累积流量偏差值，对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，以此实时监测进出液状态是否平衡，无需另设称重装置对进出液情况进行反馈，在保证细胞生长环境平稳的同时，降低细胞产品的生产成本。
76.在其中的一些实施例中，若累积流量偏差值在调整范围内，则基于累积流量偏差值，对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，包括如下步骤：
77.在累积流量偏差值小于调整范围的下限值时，保持灌流换液操作对应的换液速率；
78.在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，实时调整灌流换液操作对应的换液速率；
79.在累积流量偏差值大于调整范围的上限值时，关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到累积流量偏差值小于调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭报警机制。
80.具体地，判断当前累积流量偏差值是否在当前阶段对应调整范围内，在当前累积流量偏差值小于调整范围的下限值时，则表明当前的进出液状态相对稳定，保持当前换液速率，而在当前累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且当前累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，则表明当前进出液状态是不平衡的，因此，需要对当前的换液速率进行调整。
81.进一步地，在当前累积流量偏差值大于调整范围的上限值时，则表明当前进出液状态已严重失衡并破坏目标细胞生长环境的稳定性，因此，需要关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到累积流量偏差值小于调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭报警机制。
82.通过本实施例，判断当前累积流量偏差值是否在当前阶段对应调整范围内，并根据判断结果启动相应的操作，从而能够保持科学的灌流换液速率，为目标细胞提供平稳的生长环境。
83.在其中的一些实施例中，在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，实时调整灌流换液操作对应的换液速率，包括如下步骤：
84.在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，判断进液累积流量是否大于出液累积流量；
85.在进液累积流量大于出液累积流量时，基于累积流量偏差值，对进液蠕动泵进行降速调整；
86.在进液累积流量小于出液累积流量时，基于累积流量偏差值，对出液蠕动泵进行降速调整。
87.具体地，在当前累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且当前累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，比较进液蠕动泵的累积流量和出液蠕动泵的累积流量，对累计流量较大的蠕动泵进行降速调整。
88.进一步地，在确定需要速率调整的目标蠕动泵后，根据当前累计流量偏差值，以及在当前阶段中，该目标蠕动泵自上次速率调整后的运行时间，具体公式如下：
[0089]v1
＝(f
1-f2)/t，v3＝v
2-v1；
[0090]
其中，v1表示目标蠕动泵的运行速率调整值；v2表示目标蠕动泵的当前运行速率；v3表示目标蠕动泵调整后的运行速率；f1表示目标蠕动泵的累积流量值；f2表示非目标蠕动泵的累积流量值；t表示在当前阶段中，目标蠕动泵自上次速率调整后的运行时间，若本次调整为首次调整，则t表示目标蠕动泵在当前阶段的运行时间，进而基于预设的时间间隔，根据上述运行速率调整值对目标蠕动泵的运行速率进行调整，直至进出液状态达到平衡，并且该目标蠕动泵为后续每次速率调整的对象。
[0091]
通过本实施例，在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值
小于调整范围的上限值时，判断进液累积流量是否大于出液累积流量，并对累计流量较大的蠕动泵进行降速调整，从而能够对蠕动泵进行准确的速率微调，以提供科学的灌流速率。
[0092]
图3是本实施例的用于细胞培养的灌流换液方法的流程示意图，如图3所示，该用于细胞培养的灌流换液方法具体过程如下：
[0093]
在启动灌流换液系统时s301，对应开启第一灌流换液阶段s302，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵根据第一灌流换液阶段对应的运行参数进行工作s303，在达到预设运行时间时结束第一灌流换液阶段s304，进而启动第二灌流换液阶段s305，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵根据第二灌流换液阶段对应的运行参数进行工作s306，并在达到预设运行时间时结束第二灌流换液阶段s307，进而结束灌流换液进程s308。
[0094]
其中，在进液蠕动泵和出液蠕动泵的运行过程中，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量，并对进液累积流量和出液累积流量进行比较，得到当前运行过程对应的累积流量偏差值s309。
[0095]
进一步地，判断当前累积流量偏差值是否在当前阶段对应的调整范围内，具体地，在累积流量偏差值小于调整范围的下限值时s310，保持灌流换液操作对应的换液速率s311，在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时s312，比较进液蠕动泵的累积流量和出液蠕动泵的累积流量，对累计流量较大的目标蠕动泵进行降速调整，且该目标蠕动泵为后续每次速率调整的对象s313，以及在累积流量偏差值大于调整范围的上限值时s314，关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到累积流量偏差值小于调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭报警机制s315。
[0096]
下面通过优选实施例对本实施例进行描述和说明。
[0097]
图4是本实施例的用于细胞培养的灌流换液方法的优选流程图，如图4所示，该用于细胞培养的灌流换液方法包括如下步骤：
[0098]
步骤s410，基于目标细胞的特性，设定进液蠕动泵和出液蠕动泵在每个灌流换液阶段对应的运行参数，以及每个灌流换液阶段对应的调整范围；
[0099]
步骤s420，基于每个灌流换液阶段对应的运行参数，对进液蠕动泵和出液蠕动泵进行校准，运行参数包括运行速率和运行时间；
[0100]
步骤s430，控制校准后的进液蠕动泵和校准后的出液蠕动泵，对目标细胞进行灌流换液操作；
[0101]
步骤s440，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量；
[0102]
步骤s450，在累积流量偏差值小于调整范围的下限值时，保持灌流换液操作对应的换液速率；
[0103]
步骤s460，在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，比较进液蠕动泵的累积流量和出液蠕动泵的累积流量，对累计流量较大的目标蠕动泵进行降速调整；
[0104]
步骤s470，在累积流量偏差值大于调整范围的上限值时，关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到累积流量偏差值小于调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭报警机制。
[0105]
通过本实施例，基于目标细胞的特性，设定进液蠕动泵和出液蠕动泵在每个灌流换液阶段对应的运行参数，以及每个灌流换液阶段对应的调整范围，并基于每个灌流换液阶段对应的运行参数，对进液蠕动泵和出液蠕动泵进行校准，控制校准后的进液蠕动泵和校准后的出液蠕动泵，对目标细胞进行灌流换液操作，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量，在累积流量偏差值小于调整范围的下限值时，保持灌流换液操作对应的换液速率，在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，比较进液蠕动泵的累积流量和出液蠕动泵的累积流量，对累计流量较大的目标蠕动泵进行降速调整，在累积流量偏差值大于调整范围的上限值时，关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到累积流量偏差值小于调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭报警机制，从而能够对系统中进出液状态进行实时监测，并根据实时监测结果动态调整蠕动泵的运行速率，解决了无法实时调节灌流过程中的换液速率的问题，实现了在细胞培养过程中合理调节换液速率，以保证提供平稳的细胞生长环境。
[0106]
需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0107]
在本实施例中还提供了一种用于细胞培养的灌流换液装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。以下所使用的术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管在以下实施例中所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0108]
图5是本实施例的用于细胞培养的灌流换液装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：控制模块100、获取模块200和调整模块300；
[0109]
控制模块100，基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作；
[0110]
获取模块200，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量；
[0111]
调整模块300，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，基于比较结果对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
[0112]
通过本实施例提供的装置，基于预设的运行参数，控制进液蠕动泵和出液蠕动泵对目标细胞进行灌流换液操作，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵的进液累积流量，以及出液蠕动泵的出液累积流量，进一步地，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，基于比较结果对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整，解决了无法实时调节灌流过程中的换液速率的问题，实现了在细胞培养过程中合理调节换液速率，以保证提供平稳的细胞生长环境。
[0113]
在其中的一些实施例中，在图5的基础上，该装置还包括设定模块，用于基于目标细胞的特性，设定进液蠕动泵和出液蠕动泵在每个灌流换液阶段对应的运行参数，以及每个灌流换液阶段对应的调整范围。
[0114]
在其中的一些实施例中，在图5的基础上，该装置还包括校准模块，用于基于每个
灌流换液阶段对应的运行参数，对进液蠕动泵和出液蠕动泵进行校准，运行参数包括运行速率和运行时间；控制校准后的进液蠕动泵和校准后的出液蠕动泵，对目标细胞进行灌流换液操作。
[0115]
在其中的一些实施例中，在图5的基础上，该装置还包括判断模块，用于获取进液累积流量和出液累积流量之间的差值，将差值作为灌流换液操作对应的累积流量偏差值；若累积流量偏差值在调整范围内，则基于累积流量偏差值，对灌流换液操作对应的换液速率进行实时调整。
[0116]
在其中的一些实施例中，在图5的基础上，该装置还包括第一处理模块，用于在累积流量偏差值小于调整范围的下限值时，保持灌流换液操作对应的换液速率；在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，实时调整灌流换液操作对应的换液速率；在累积流量偏差值大于调整范围的上限值时，关闭当前累积流量较大的蠕动泵，保持当前累积流量较小的蠕动泵正常运行，并启动报警机制，直至检测到累积流量偏差值小于调整范围的下限值，重新开启处于关闭状态的蠕动泵，并关闭报警机制。
[0117]
在其中的一些实施例中，在图5的基础上，该装置还包括第二处理模块，用于在累积流量偏差值不小于调整范围的下限值，且累积流量偏差值小于调整范围的上限值时，判断进液累积流量是否大于出液累积流量；在进液累积流量大于出液累积流量时，基于累积流量偏差值，对进液蠕动泵进行降速调整；在进液累积流量小于出液累积流量时，基于累积流量偏差值，对出液蠕动泵进行降速调整。
[0118]
图6是本实施例的用于细胞培养的灌流换液系统的结构示意图，如图6所示，该系统包括：激流式反应器10、进液管20、出液管30、进液蠕动泵40、出液蠕动泵50、控制柜60，通过进液管20连接激流式反应器10和进液蠕动泵40，以及通过出液管30连接激流式反应器10和出液蠕动泵50，而进液蠕动泵40和出液蠕动泵50均与控制柜60相连接。
[0119]
具体地，基于预设的运行参数，通过控制柜60校准蠕动泵的运行速率和运行时间，并控制校准后的进液蠕动泵40和出液蠕动泵50，对激流式反应器10中的目标细胞进行灌流换液操作，在对目标细胞进行灌流换液操作时，实时获取进液蠕动泵40的进液累积流量，以及出液蠕动泵50的出液累积流量.
[0120]
进一步地，对进液累积流量和出液累积流量进行比较，确定进液累积流量和出液累积流量之间的差值，并将差值作为当前累积流量偏差值，在当前累积流量偏差值处于调整范围内时，比较进液蠕动泵40的累积流量和出液蠕动泵50的累积流量，对累计流量较大的目标蠕动泵进行降速调整，直至进出液状态平衡。
[0121]
需要知道的是，如图7所示，灌流换液系统的逻辑执行单元包括判断及控制单元和灌流换液执行单元，其中，判断及控制单元包括灌流换液控制模块和脉冲输出模块，灌流换液执行单元包括灌流进液蠕动泵和灌流出液蠕动泵，而激流式反应器和细胞收获装置均与灌流换液执行单元相连接，在系统执行灌流换液的过程中，若判断及控制单元检测到累积流量偏差值处于调整范围内，则通过脉冲输出模块，对灌流换液执行单元中蠕动泵的运行速率进行调整，以此为激流式反应器提供科学的灌流速率，从而能够在细胞收获装置中获取高质量水平的细胞。
[0122]
通过本实施例提供的系统，基于实时的累积流量偏差值，通过控制柜60对进液蠕
动泵40和出液蠕动泵50进行运行速率微调，以此实现在无需另设称重装置对进出液情况进行反馈的条件下，为细胞提供稳定的培养环境，不仅降低细胞产品的生产成本，并以科学的灌流速率保证细胞平稳生长。
[0123]
需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
[0124]
在本实施例中还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
[0125]
可选地，上述计算机设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
[0126]
需要说明的是，在本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，在本实施例中不再赘述。
[0127]
此外，结合上述实施例中提供的用于细胞培养的灌流换液方法，在本实施例中还可以提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种用于细胞培养的灌流换液方法。
[0128]
应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本技术保护范围。
[0129]
显然，附图只是本技术的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本技术适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本技术披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本技术公开的内容不足。
[0130]“实施例”一词在本技术中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本技术的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本技术中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。
[0131]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。