机械可调的磁场生物培养系统及生物培养的方法与流程

本发明特别涉及一种机械可调的磁场生物培养系统及生物培养的方法，属于生物培养。

背景技术：

1、细胞、组织是生命体的基本构成单位。细胞通过有丝分裂、无丝分裂和减数分裂等细胞增殖方法产生新的细胞，而干细胞则可实现定向分化为生殖细胞、成骨细胞、肌肉细胞、神经元或星形胶质细胞，此外，细胞体系可指导蛋白质及生长因子等正确表达，经细胞翻译后再加工修饰产生活性接近于天然物质的新的外源物质。体外细胞、组织培养是细胞工程和组织工程的重要技术基础，是细胞和分子生物学研究的主要手段，从动植物中提取细胞或组织，在适宜的温度、二氧化碳、振荡等环境下进行培养，使得细胞融合、干细胞工程、组织工程和细胞产品在生物医药、临床医学等领域具有广泛应用。

2、常见的细胞培养方法包括贴壁培养、悬浮培养和固定化培养，在适宜的温度、培养液、附着基质和培养箱中进行。然而传统的细胞培养方法，传代次数少，细胞增殖、分化效率较差，因此常通过药物诱导、机械物理刺激等方法辅助细胞生长。例如cn209226998u中公开了利用流体剪切力刺激培养细胞的装置，但需要搭配多种泵体及压力调节系统，成本较高且培养量较小。cn111411041b中公开了利用旋转磁场培养细胞的装置，然而培养皿仍保持静置状态，液态培养基质与细胞组织无法充分接触，不适用于细胞悬浮培养，应用范围受限，难以满足现代生物医药、临床医学等领域对细胞、组织高效、简便、多样化的培养需求。所以，本发明针对目前技术产品的缺陷进行升级，实现细胞在机械可调磁场暴露下的物理振荡悬浮培养。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种机械可调的磁场生物培养系统及生物培养的方法，从而克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明提供了一种机械可调的磁场生物培养系统，包括：

4、样品腔体；

5、振荡发生组件，至少用于驱使位于所述样品腔体内的培养容器发生振荡运动，所述培养容器用于容置生物样本；

6、磁场发生组件，包括至少一磁体，所述磁体设置在所述样品腔体内，并至少用于在所述样品腔体内形成恒稳磁场，且所述恒稳磁场的磁场强度为0.1-1000mt；

7、温度调节组件，至少用于调节所述样品腔体内的温度；

8、二氧化碳调节组件，至少用于调节所述样品腔体内的二氧化碳浓度；

9、控制机构，与所述振荡发生组件、磁场发生组件、温度调节组件、二氧化碳调节组件连接。

10、进一步的，所述振荡发生组件包括振荡置物台和第一驱动机构，所述振荡置物台设置在所述样品腔体内，并用于承载、固定培养容器，所述第一驱动机构与所述振荡置物台传动连接，所述振荡置物台能够在所述第一驱动机构的驱使下发生振荡运动。

11、进一步的，所述振荡置物台的振荡运动轨迹为回旋式振荡轨迹或直线往复式振荡轨迹。

12、进一步的，所述振荡置物台上还设置有固定结构，所述固定结构能够通过粘附固定和/或夹持固定的方式固定培养容器。

13、进一步的，所述磁场发生组件还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述磁体传动连接，并至少用于驱使所述磁体沿选定方向运动，以使所述样品容器内的磁场强度发生变化，其中，所述选定方向为指向振荡置物台的方向。

14、进一步的，所述磁场发生组件还包括沿所述选定方向延伸的导轨，所述磁体与所述导轨活动配合并能够在所述第二驱动机构的驱使下沿所述导轨活动。

15、进一步的，所述温度调节组件包括循环风扇、制冷机构和加热机构中的至少一者，所述循环风扇至少用于在所述样品腔体与外界环境之间形成可供空气循环流通的回路，所述制冷机构至少用于对样品腔体内的空气进行降温，所述加热机构至少用于对样品腔体内的空气进行加热，所述循环风扇、制冷机构或加热机构与所述控制机构连接。

16、进一步的，所述样品腔体上设置有进风口和出风口，所述循环风扇、制冷机构或加热机构与所述进风口连接。

17、进一步的，所述温度调节组件还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述样品腔体内，且所述温度传感器还与所述控制机构连接。

18、进一步的，所述二氧化碳调节组件包括二氧化碳储存机构，所述二氧化碳储存机构与所述样品腔体连接并至少用于向所述样品腔体内输送二氧化碳，并且，所述二氧化碳储存机构与所述控制机构连接。

19、进一步的，所述二氧化碳调节组件还包括二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器设置在所述样品腔体内，并至少用于监测所述样品腔体内的二氧化碳的浓度，其中，所述二氧化碳传感器还与所述控制机构连接。

20、进一步的，所述的磁场生物培养系统包括：外壳和可打开的可视门，所述外壳和可视门活动连接，且所述外壳和可视门围合形成所述的样品腔体。

21、进一步的，所述的磁场生物培养系统还包括：照明组件，所述照明组件设置在所述样品腔体内，并至少用于向样品腔体提供光照环境。

22、进一步的，所述的磁场生物培养系统还包括：杀菌组件，所述杀菌组件设置在所述样品腔体内，并至少用于对所述样品腔体进行杀菌处理。

23、本发明还提供了一种生物培养的方法，包括：

24、提供所述的机械可调的磁场生物培养系统，将载有生物样本的培养容器置于样品腔体中进行生物培养，并以所述磁体在所述样品腔体内形成恒稳磁场，以及，以所述振荡发生组件驱使所述培养容器沿第一运动轨迹发生振荡运动。

25、进一步的，所述培养容器的第一运动轨迹为回旋式振荡轨迹或直线往复式振荡轨迹，所述回旋式震荡轨迹的震荡幅度为0-50mm，所述直线往复式震荡轨迹的震荡幅度为0-24mm。

26、进一步的，所述的生物培养的方法还包括：使所述磁场发生组件沿第二运动轨迹运动，以使所述培养容器内的磁场强度在0.1-1000mt内发生变化。

27、进一步的，所述培养容器内的磁场强度与振荡发生组件和磁场发生组件之间的间距呈负相关。

28、进一步的，所述磁场发生组件所包含的多个磁体同步运动。

29、进一步的，所述的生物培养的方法具体包括：使所述振荡发生组件和磁场发生组件之间的间距在0.5-20cm之间变化，使培养容器内的磁场强度在1000-0.1mt内变化。

30、与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的一种机械可调的磁场生物培养系统，结构简单，不仅可以实现样品腔体内的培养容器所处环境的磁场强度的调节，还可以使培养容器振荡运动，以使培养容器内的液态培养基质与细胞组织充分接触，更适合细胞悬浮培养，以及，本发明提供的一种机械可调的磁场生物培养系统及方法，在可调控磁场暴露下保证细胞培养的可重复性，利用磁场诱导细胞增殖分化，可以促进细胞培养。

技术特征：

1.一种机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于：所述振荡发生组件包括振荡置物台和第一驱动机构，所述振荡置物台设置在所述样品腔体内，并用于承载、固定培养容器，所述第一驱动机构与所述振荡置物台传动连接，所述振荡置物台能够在所述第一驱动机构的驱使下发生振荡运动；

3.根据权利要求2所述的机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于：所述磁场发生组件包括还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述磁体传动连接，并至少用于驱使所述磁体沿选定方向运动，以使所述样品容器内的磁场强度发生变化，其中，所述选定方向为指向振荡置物台的方向；

4.根据权利要求1所述的机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于：所述温度调节组件包括循环风扇、制冷机构和加热机构中的至少一者，所述循环风扇至少用于在所述样品腔体与外界环境之间形成可供空气循环流通的回路，所述制冷机构至少用于对样品腔体内的空气进行降温，所述加热机构至少用于对样品腔体内的空气进行加热，所述循环风扇、制冷机构、加热机构与所述控制机构连接；

5.根据权利要求1所述的机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于：所述二氧化碳调节组件包括二氧化碳储存机构，所述二氧化碳储存机构与所述样品腔体连接并至少用于向所述样品腔体内输送二氧化碳，并且，所述二氧化碳储存机构与所述控制机构连接；

6.根据权利要求1所述的机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于，包括：外壳和可打开的可视门，所述外壳和可视门活动连接，且所述外壳和可视门围合形成所述的样品腔体。

7.根据权利要求1所述的机械可调的磁场生物培养系统，其特征在于，还包括：照明组件，所述照明组件设置在所述样品腔体内，并至少用于向样品腔体提供光照环境；

8.一种生物培养的方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的生物培养的方法，其特征在于：所述培养容器的第一运动轨迹为回旋式振荡轨迹或直线往复式振荡轨迹，所述回旋式震荡轨迹的震荡幅度为0-50mm，所述直线往复式震荡轨迹的震荡幅度为0-24mm。

10.根据权利要求8或9所述的生物培养的方法，其特征在于，还包括：使所述磁场发生组件沿第二运动轨迹运动，以使所述培养容器内的磁场强度在0.1-1000mt内发生变化；

技术总结
本发明公开了一种机械可调的磁场生物培养系统及生物培养的方法。所述机械可调的磁场生物培养系统包括：样品腔体；振荡发生组件，至少用于驱使位于所述样品腔体内的培养容器发生振荡运动，所述培养容器用于容置生物样本；磁场发生组件，包括至少一磁体，所述磁体用于在所述样品腔体内形成恒稳磁场；温度调节组件，至少用于调节所述样品腔体内的温度；二氧化碳调节组件，至少用于调节所述样品腔体内的二氧化碳浓度。本发明不仅可以实现样品腔体内的培养容器所处环境的磁场强度的调节，还可以使培养容器振荡运动，以使培养容器内的液态培养基质与细胞组织充分接触，更适合细胞悬浮培养。

技术研发人员：杨哪,周宇益,金亚美,李荣明,黄文哲,徐学明,周银,王天乐
受保护的技术使用者：英都斯特（无锡）感应科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12