基于红光照射原理改善干细胞活跃度的培养皿的制作方法

本发明涉及的基于红光照射原理改善干细胞活跃度的培养皿，特别是涉及应用于细胞培养的基于红光照射原理改善干细胞活跃度的培养皿。

背景技术：

1、红光，特别是近红外光(nir，波长范围大约在650-1000nm)，对细胞和组织具有独特的生物刺激效应。研究已经表明红光可以促进细胞活力，增强细胞修复、增强atp(三磷酸腺苷)的产生、减少氧化应激，从而为各种生物过程提供必要的能量，干细胞是一类具有自我更新和分化成多种细胞类型能力的细胞，因为这种独特的能力，干细胞在组织修复和再生医学中被视为有巨大的潜力，近年来，研究发现红光照射可以有效地提高干细胞的活跃度，促进其增殖、迁移和分化，这可能是由于红光刺激细胞的光敏受体，如细胞色素c氧化酶，从而激活了细胞的一系列生物学反应。

2、中国发明专利cn112210497说明书公开了一种结合了led阵列的活细胞长时间孵育系统及光遗传学活细胞成像方法，该系统用于活细胞工作站中，为长时间的活细胞成像实验提供便携、稳定的培养环境。除为细胞提供稳定培养条件的气体供应系统、温度控制系统、密闭培养舱室外，本系统还额外搭载了用于辅助光遗传学实验的led阵列。此led阵列由发射波长为488nm(蓝光)、561nm(绿光)、640nm(红光)的led灯珠交替排布构成，可根据需要实时更改led阵列的发光波长。led阵列的发光模式由控制器进行更改，并实时显示当前led阵列的工作状态。由led阵列发出的光最终水平照射到位于密闭培养舱室中央的培养皿中，不会影响活细胞工作站的成像光路。

3、以上设计虽然能够实现光遗传学细胞研究的活细胞长时间孵育系统，且还需保证不影响活细胞工作站的成像光路，但还存在一定的不足，特别是在干细胞的培养过程中，如无法利用红光照射改善干细胞的活跃度。

4、申请内容

5、针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种便于利用红光照射改善干细胞的活跃度的培养皿。

6、为解决上述问题，本发明提供了基于红光照射原理改善干细胞活跃度的培养皿，包括培养皿组件，培养皿组件外侧设有箱体组件，培养皿组件下侧设有光照组件，光照组件与箱体组件内壁滑动连接，光照组件顶部设有调节组件，调节组件与光照组件固定连接，箱体组件底部固定连接有温控组件，培养皿组件顶部固定连接有培养液控制组件，培养皿组件顶部固定连接有控制系统，控制系统通过导线与光照组件、温控组件和培养液控制组件电性连接，调节组件和温控组件通过管道固定连接。

7、在上述基于红光照射原理改善干细胞活跃度的培养皿中，通过光照组件对干细胞进行红光照射，有助于提高干细胞的活跃度，调节组件和光照组件的固定连接设计使得光照强度和角度可以进行调节，满足不同的培养需求，箱体组件底部的温控组件可以确保培养环境的温度稳定，为干细胞提供最佳的生长环境，培养液控制组件和控制系统的设计，使得培养液的添加、更换和控制更为便捷和精确。

8、作为本技术的进一步改进，培养皿组件包括培养皿本体，培养皿本体内卡接有滤网，滤网底部与培养皿本体顶部固定连接，培养皿本体与滤网之间设有汇流槽，培养皿本体外端卡接有培养皿支架，培养皿支架外端与箱体组件固定连接。

9、作为本技术的再进一步改进，箱体组件包括与培养皿支架外端固定连接的上箱体，上箱体顶部固定连接有顶盖，上箱体底部固定连接有隔板，隔板底部固定连接有下箱体，下箱体内壁滑动连接有光照组件和调节组件，下箱体底部固定连接有温控组件，顶盖顶部固定连接有培养液控制组件和控制系统，隔板为透明材料制成，上箱体、顶盖和下箱体均为非透明材料制成，且上箱体、顶盖和下箱体内壁均涂有吸光材料。

10、作为本技术的更进一步改进，光照组件包括与下箱体内壁滑动连接的灯板，灯板顶部固定连接有多个灯珠，多个灯珠围绕其中心均匀分布，灯珠内开设有冷却腔，冷却腔底部固定连接有调节组件，灯珠顶部固定连接有导光板，导光板与下箱体内壁滑动连接，灯珠为红色，波长-nm，灯珠通过导线与控制系统电性连接。

11、作为本技术的又一种改进，调节组件包括与灯板底部固定连接的缸套，缸套内壁滑动连接有活塞，导光板顶部固定连接有复位弹簧，复位弹簧顶部与隔板底部固定连接。

12、作为本技术的又一种改进的补充，温控组件包括与上箱体外端固定连接且对称设置的水浴管，水浴管与上箱体内部相连通，水浴管位于隔板顶部，水浴管远离上箱体一端固定连接有温控器，温控器位于箱体组件底部，温控器上固定连接有对称设置的回热却管，回热却管远离温控器一端与灯板固定连接，水浴管和回热却管上均固定连接有电磁阀，水浴管、温控器、回热却管和电磁阀内部相互连通，且连通部分内部均填充有无菌纯净水，电磁阀和温控器均通过导线与控制系统电性连接，水浴管和温控器均为柔性软管。

13、作为本技术的又一种改进的补充，培养液控制组件包括与顶盖顶部固定连接的培养液箱，培养液箱内固定连接有挡板，挡板将培养液箱内部分为新培养液槽和旧培养液槽，新培养液槽底部固定连接有蠕动泵，蠕动泵远离新培养液槽一端固定连接有进料管，旧培养液槽顶部固定连接有出料管，出料管远离旧培养液槽一端与培养皿本体固定连接，新培养液槽内填充有培养液，蠕动泵通过导线与控制系统电性连接，挡板顶部开设有通孔，且通孔内固定连接有过滤层。

14、作为本技术的再一种改进，控制系统包括主控制板，集成微处理器，用于处理各种传感器的输入和控制各种执行器，温度传感器，检测培养皿组件的实时温度，并将数据传输到主控制板，光照传感器，检测光照组件发出的红光的强度和波长，液位传感器，检测培养液控制组件中的培养液量，用户界面，用于显示实时数据和设置参数，以及用于手动控制设备，通信模块，通过wi-fi或蓝牙远程监控和控制，电源管理，确保所有组件得到适当的电源，并有备用电源以防停电。

15、综上所述，本方案具有以下有益效果：

16、1.细胞活跃度提升：红光照射能够有效地提高干细胞的活跃度，为细胞的生长和分化创造有利条件。

17、2.光照灵活调节：结合调节组件与光照组件，可以精确地调节光照的强度和角度，满足不同阶段和类型干细胞的需求，隔板为透明材料制成，结合上箱体、顶盖和下箱体的非透明设计，确保了光线的精确照射，多个灯珠围绕中心均匀分布，确保了光照的均匀性，冷却腔的设计有助于灯珠的冷却，延长了灯珠的使用寿命，灯板和导光板与下箱体的滑动连接设计提供了光照距离的调整灵活性，通过活塞和复位弹簧的设计，光照组件可以自适应地调节光照强度。

18、3.稳定的温度环境：箱体组件底部的温控组件确保了培养环境的温度始终稳定，为干细胞提供了最佳的生长环境。

19、4.培养液的精确控制：结合培养液控制组件和控制系统，可以实现培养液的添加、更换和循环流动更为便捷和精确，滤网的设计确保了培养液中的干细胞不会流出，同时允许培养液自由流动，汇流槽的设计使得过滤后的培养液能够有效地汇聚，方便后续处理和循环。

20、5.集成化管理：控制系统与各个组件的电性连接，实现了对整个培养过程的集成化管理，提高了操作的便捷性，通过与控制系统的电性连接，用户可以方便地控制灯珠的波长和光照强度。

21、6.热量回收利用：通过回热却管和灯板的设计，可以实现对灯板产生的热量的回收。

技术实现思路