一種便攜式實時監(jiān)測細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的設計.pdf

1、體外細胞培養(yǎng)技術以操作相對簡便且能保持活細胞長期穩(wěn)定傳代等優(yōu)點，作為細胞生物學實驗研究中一個重要手段被廣泛應用于現(xiàn)代醫(yī)學、生命科學和藥物研發(fā)等領域。各類體外細胞培養(yǎng)方法及裝置的研究也層出不窮，這其中，源于一些非常規(guī)的細胞生物學實驗研究需求，培養(yǎng)條件的控制和參數(shù)檢測以及培養(yǎng)系統(tǒng)的小型化一直是關注的重點。在體外細胞培養(yǎng)過程中，研究人員對細胞進行觀測的手段一般是采用肉眼觀察或使用顯微鏡觀察，也有采用縮時攝影記錄活細胞動態(tài)變化的方法，但隨著細胞

2、生物學研究的發(fā)展，對細胞觀測手段也有了新的需求，細胞培養(yǎng)過程的實時監(jiān)測與記錄也逐漸被提出，因為在細胞生長過程中可能隱藏著對細胞生理、生化研究具有重要意義的事件。故在便攜式細胞培養(yǎng)裝置中也需要能夠對細胞培養(yǎng)過程進行實時跟蹤并記錄的功能。
　　本課題針對裝置小型化、過程監(jiān)測實時化的需求，試圖通過對細胞培養(yǎng)過程中實時觀測手段與在線流體控制技術的研究，提升細胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液交換的控制與培養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)控的精度，并實現(xiàn)整體實驗裝置的便攜性，從而

3、為一些專用的細胞生物學實驗研究和應用提供技術支撐。研究內容圍繞以自制細胞培養(yǎng)器為核心的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)、以CCD與物鏡鏡頭組合搭建的在線顯微觀測系統(tǒng)，以及以注射泵為液體驅動部件的在線流體控制系統(tǒng)這三部分展開，主要包括細胞培養(yǎng)裝置設計、部組件選擇、顯微觀測平臺搭建、流體輸送模式篩選，并自行研制相關的電控系統(tǒng)，最終嘗試完成一套便攜式的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有自動化實時觀測細胞生長狀態(tài)以及對細胞培養(yǎng)過程進行目的性控制的功能。
　　本研究使用人

4、臍靜脈血管內皮細胞株EA.hy926進行細胞培養(yǎng)實驗，以驗證裝置的設計功能，通過三個功能性實驗分別對細胞培養(yǎng)裝置的顯微觀測系統(tǒng)、流體控制系統(tǒng)與裝置整體功能進行評估，實驗結果證明本裝置可以獨立完成上述功能，滿足設計預期。
　　本研究發(fā)展了小型細胞培養(yǎng)系統(tǒng)的在線顯微觀測與在線流體控制的技術，最終完成了一套整合上述技術的并可進行過程記錄的便攜式細胞培養(yǎng)裝置。該裝置可服務于對設備尺寸、便攜性、在線觀測以及自動操作有特殊要求的細胞生物學研究