下表面的柔性电极的边缘距离驱动层的边缘的最小距离为2mm。
[0032] 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，以为介电弹性体薄膜提供电压使其发生形变而振动。
[0033] 本实施例中皿体1的内侧壁上设有延伸至介电弹性体薄膜上表面的导电件，驱动 电路的接地端与该导电件5相连，该导电件5为医用不锈钢片。
[0034] 本实施例的智具有多工作模式的生物培养皿制备方法如下：
[0035] 首先将普通圆形培养皿去底，只留下培养皿壁面，即为皿体1，然后将经过预拉伸 的介电弹性体薄膜21贴在培养皿壁面作为底部进而得到皿体1，在介电弹性体薄膜外表面 的中间部位涂上柔性电极22,通过导线将柔性电极22与驱动电路3 -极相连（正向输出 端），在柔性电极22外侧再贴一层柔性绝缘层23,以避免电极与外部直接接触。在皿体1的 内侧壁上安装延伸至介电弹性体薄膜上表面的导电件5,用导线与驱动电路3的另一极（接 地端）相连，控制模块4通过导线与驱动电路3相连，用以对驱动电压和频率进行控制。
[0036] 培养皿在使用前需要首先加入培养液，使得培养液与导电件5接触，由于培养液 一般都为离子导电型液体，因此在通电时，培养液本身起到了导电电极的作用，因此通过导 电件5使培养液与接地端点连接，进而在介电弹性体薄膜上、下表面形成高压。
[0037] 根据电驱动的电致变形基底的变形原理可知，驱动电路所提供的驱动电压的大小 直接控制整个培养皿的振动幅度和振动频率。
[0038] 驱动电路所输出的驱动电压的幅值在0~5KV范围内连续可调，频率为0~lKHz 内连续可调，相应的，振动频率为0~lKHz。
[0039] 在本实施例的培养皿底部柔性电极为圆形时，且直径（即原长）为5. 85cm时，驱 动电压（即电压）与形变量的关系如表1所示，其中线长为相应电压下的直径大小（cm)，线 应变为线长相对于原长的变化率。
[0040]表 1 [0041 ]
[0042] 驱动电路输出驱动电压的幅值和频率调节受控于控制模块，本实施例中驱动电路 和控制模炔基于集成于一体的高压电源和信号发生器实现，由信号发生器产生交变波形并 通过接口传输给高压电源，再通过高压电源驱动培养皿。
[0043] 本实施例的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。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，培养皿不振动；
[0044] 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，此时介 电弹性体薄膜在驱动电压作用下，柔性电极的对应区域面积增大，出，因此，培养皿处于拉 伸工作；
[0045] 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，频率大于零。此时 培养皿中的柔性电极区域会按照驱动电压的频率进行扩大与缩小的往复运动，从而使整个 培养皿中的培养物质产生振动。
[0046] 根据驱动电压的频率变化范围，当驱动电压的频率为20Hz~1000Hz时，由于振动 频率较高，培养皿中的培养液会发生上下振动，因此，此时振动工作模式实际为上下振动模 式，当驱动电压的频率小于20Hz(大于0Hz)时，由于振动频率相对较低，培养皿中的培养液 表现为水平振动，因此，此时振动工作模式为水平伸缩模式。
[0047] 在使用时，若需要对培养液中的培养物质进行拉伸或使其进行水平伸缩。在使用 前需要进行特殊处理，使培养液中的培养物质（细胞、微生物等）能够贴附在基底上（介 电弹性体薄膜的上表面），这样在基底振动形变时，贴附在其表面的培养物质也可以同步形 变。
[0048] 对于基底而言，仅柔性电极对应区域会发生形变，因此，实际上仅贴附在柔性电极 对应区域的培养物质会发生形变。
[0049] 本实施例中在培养液中加入胶原I蛋白，使培养液中的培养物质（细胞、微生物 等）能够贴附在基底。
[0050] 以上所述的【具体实施方式】对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理 解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范 围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，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， 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。2. 如权利要求1所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，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。3. 如权利要求2所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，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。4. 如权利要求2所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，所述柔性电极外 设置柔性绝缘保护层。5. 如权利要求2所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，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。6. 如权利要求2所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，所述介电弹性体 薄膜的厚度为lmm〇7. 如权利要求6所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，所述柔性电极的 厚度为〇? Imm08. 如权利要求1~7中任意一项所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，控 制模块控制驱动电路输出的驱动电压的幅值在〇~4KV范围内连续可调。9. 如权利要求8所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，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；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；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，频率大于零。10. 如权利要求9所述的具有多工作模式的生物培养皿，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了一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，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。本发明的培养皿利用电驱动的电致变形基底对培养物质进行振动搅拌，根据需要对培养物质进行不同模式的振动搅拌，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功能。
【IPC分类】C12M1/02, C12M3/00, C12M1/36, C12M1/22
【公开号】CN105039159
【申请号】CN201510526253
【发明人】王轩, 李驰, 谢雨涵, 梁艺鸣, 戴京
【申请人】南京康擎新材料科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月25日