一种具有多工作模式的生物培养皿的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微生物及细胞培养技术领域，具体涉及一种具有多工作模式的生物培 养皿。
【背景技术】
[0002] 培养皿是一种用于微生物或细胞培养的实验室器皿，由一个平面圆盘状的底和一 个盖组成，一般用玻璃或塑料制成。
[0003] 传统的培养皿多为简单的玻璃或塑料器皿，主要在生物学领域中用于细胞培养， 其不具有振动和搅拌功能。
[0004] 近年来为满足各种培养需要，出现了新型的减震培养皿，如公开号为202671544U 的实用新型专利申请公开了一种减震培养皿，包括皿体和皿盖，皿体的底部设有减震层，减 震层与皿体之间设有胶水层，减震层为泡沫塑料层。该减震培养皿可在培养细胞等操作时， 避免培养皿在搬运过程中剧烈振动，减小振动对培养皿内培养物的生长造成不利影响。
[0005] 在此基础上，公开号为203048939U的实用新型专利申请公开了一种密封式防振 动的新型培养皿，属于微生物实验用器皿，包括培养皿本体，以及设在培养皿本体上方的压 盖，压盖内壁上设有卡槽，培养皿本体的底部设有减震层，且减震层上端设有保温层，保温 层上设有培养区，培养皿本体外壁上设有与盖体上卡槽相配合的凸台，培养皿本体下端设 有底座。卡槽和凸台可以使培养皿本体与压盖相互卡紧，成为一个基本密闭的空间。减震 层可避免培养皿在搬运过程中有剧烈振感，减小振动对培养皿内培养物的生长造成不利影 响。
[0006] 而对于生物实验，除了减震的需要，对于某些特殊应用，需要创造振动，对培养皿 中的培养液进行振动搅拌。由于细胞等培养物质一般比较脆弱，容易损坏，因此不能使用传 统的搅拌方式（如搅拌棒）进行搅拌，只能通过其他方式进行搅拌。
[0007] 现有的可振动培养皿大多通过超声波振动来实现振动，其虽然可以实现对培养皿 中培养物质的振动，但是不能控制振动的方向和位置，同时超声波振动技术还有成本较高， 使用价格较为昂贵的缺点。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有多工作模式的生物培养皿，能够实 现振动方向和位置的控制，且成本低廉。
[0009] -种具有多工作模式的生物培养皿，包括底部为电致变形基底的皿体、为电致变 形基底提供驱动电压的驱动电路，以及通过控制驱动电路输出的驱动电压的幅值和频率以 进行工作模式切换的控制模块，
[0010] 所述生物培养皿具有正常工作模式、振动工作模式和拉伸工作模式。
[0011] 皿体（除底部外）的材质可以玻璃或塑料等，为便于加工本发明中的材质为塑料。 为避免对培养皿内的培养液造成损失，采用的塑料必须为生物级别的塑料。
[0012] 在微生物或细胞的培养过程中，有时候需要观察微生物或细胞的实时生长情况， 为便于观察，所述电致变形基底透明。这样可以在培养皿放置显微镜进行对培养皿内的情 况进行观察。进一步优选，整个皿体均为透明，即皿体的侧壁和底部（电致变形基底）均透 明。
[0013] 所述电致变形基底包括具有预拉伸的介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜的下 表面设有柔性电极，所述驱动电路的正向输出端与柔性电极连接，接地端以培养液为导电 媒介与介电弹性体薄膜的上表面相连。
[0014] 培养皿在使用时需要加入培养液，本发明利用生物培养液的导电特性，直接以培 养液为导电媒介（实际上为导电电极）使驱动电路的接地端与介电弹性体薄膜的上表面相 连，进而直接将培养液作为介电弹性体薄膜的上表面的电极，而无需在介电弹性体薄膜的 上表面设置电极，有利于降低制备成本。
[0015] 另外，为避免以培养液为导电媒介时培养液为高压进产生触电的隐患，本发明中 使驱动电路的接地端以培养液为导电媒介与介电弹性体薄膜的上表面相连，这样，在培养 过程中，由于培养液与接地端连接，电势为零，只要实验者不直接与正向输出端连接，则不 会构导电回路而引发触电事故。
[0016] 作为优选，所述皿体内侧壁上设有延伸至介电弹性体薄膜上表面的导电件，所述 驱动电路的接地端与该导电件相连。通过导电件便于固定接地端的连接位置。进一步，可 通过合理设置导电件距离侧壁顶面的高度，保证使用时培养液不没过导电件顶端，使用时， 使接地端与导电件顶端连接，这样可以在培养液和接地端不直接接触的情况下正常供电， 避免了直接将接地端至于培养液中而导致培养液污染的问题。
[0017] 本发明中的导电件优选医用不锈钢片，为医用材料，与培养液接触时不会对培养 物质（培养液）产生影响，且在通电时也不会产生电离，避免对培养液产生影响。
[0018] 进一步作为优选，所述柔性电极外设置柔性绝缘保护层，防止漏电。进一步优选， 所述驱动电路的正向输出端与柔性电极固定连接，且电气连接点被柔性绝缘保护层覆盖。 一方面可以防止漏电、另一方面还可以避免将正向输出端和接地端弄反而引发安全事故。 最优的，所述柔性绝缘保护层为透明的。
[0019] 所述柔性电极的边缘与介电弹性体薄膜的边缘的最小距离大于2cm。
[0020] -方面防止高压作用下介电弹性体薄膜边缘处击穿，实现电气隔离；另一方面为 介电弹性体薄膜预留一定的形变空间。
[0021] 为保证能够得到最佳的振动效果，所述介电弹性体薄膜的厚度为1mm。该厚度为介 电弹性体薄膜未拉伸前的厚度，所述柔性电极的厚度为0. 1mm。
[0022] 控制模块控制驱动电路输出的驱动电压的幅值在0~5KV范围内连续可调。当生 物培养皿工作于正常工作模式时，驱动电压的幅值为零；
[0023] 当生物培养皿工作于拉伸工作模式时，驱动电压的幅值不为零，频率为零；
[0024] 当生物培养皿工作于振动工作模式时，驱动电压的幅值不为零（且要求幅值大于 〇. 5KV)，频率大于零。
[0025] 所述振动工作模式包括上下振动模式和水平伸缩模式，当生物培养皿工作于上下 振动模式时，驱动电压的频率为20Hz~1000Hz，时，当生物培养皿工作于水平伸缩模式时， 驱动电压的频率为小于20HZ时。
[0026] 与现有技术相比，本发明的智能培养皿利用电致变形基底对培养物质进行振动搅 拌，且通过电控制，结构简单，制作容易，成本很低，可以一次性使用，同时可以提供多种搅 拌模式。
【附图说明】
[0027] 图1为本实施例的智能培养皿的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0029] -种具有多工作模式的生物培养皿，如图1所示，包括皿体1，皿体1底部为电致变 形基底2,为电致变形基底2提供驱动电压的驱动电路3,以及控制驱动电路输出的驱动电 压的幅值和频率的控制模块4。
[0030] 电致变形基底2包括具有预拉伸的介电弹性体薄膜21，介电弹性体薄膜的下表面 依次设有柔性电极22和柔性绝缘层23,柔性绝缘层23位于柔性电极外22,其中，介电弹性 体薄膜具体为3M-VHB4910材料，在各个方向上的预拉伸值为3倍，预拉伸之前厚度为1mm。
[0031] 柔性电极由导电凝胶等透明导电材料制备而成。本实施例中为银纳米线，厚度为 0. 1mm。为保证下表面的柔性电极层与培养液之间的电隔离，并保证介电弹性体薄膜具有一 定的形变空间，