细胞自动扩增与培养系统及方法与流程

1.本发明涉及生物医学工程技术领域，特别是涉及一种细胞自动扩增与培养系统及方法。


背景技术：

2.生物反应器是模拟动物的体内环境，利用酶或生物体(如微生物或细胞)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一个集机械、流体、控制、生物等多学科的新技术产品。此种装置在蛋白质药物、单克隆抗体、病毒疫苗、有机发酵、有机污染物降解等方面有重要应用。
3.例如在现代医药、组织工程中得到广泛应用的干细胞就可以利用生物反应器进行扩增，或者是在其扩增培养过程收集细胞分泌物。干细胞是一种具有自我更新、多向分化或定向分化潜能的细胞，是处于细胞系分化源头的原始细胞。其在组织工程、发育生物学、肿瘤研究等多方面均有广泛应用，甚至是临床阶段的组织修复。但是，干细胞的研究中也一项基础性的难题需要解决：干细胞在实际应用中需要在保证高质量的前提下有一定的数量要求，在组织工程中使用到的细胞的量级大都在107左右，临床应用研究中使用到的细胞的量级至少都在109左右。细胞在经过大量传代以后，其多向分化潜能消失只能向特定方向分化或者状态开始衰老。干细胞的高质量、高效率扩增一直是一个研究难点，也是其走向临床应用转化的一个必须克服的难关。
4.但是目前传统工艺干细胞扩增使用的生物反应器大都是搅拌式的(如图6所示)，通过搅拌桨旋转以驱动液体流动，从而为液相搅拌提供动力。在使用中也发现了一些不足之处，例如：1、搅拌过程中液体的剪切力较大，而较大的剪切力会明显刺激干细胞向成体细胞方向分化，多向分化的潜能就会显著下降，干细胞也就不再是干细胞；2、局部微环境的不均匀，含细胞的微载体在反应器内部因为自身的重力而沉积在一起，为了避免微载体聚集就需要加大搅拌桨的转速，而转速又不能过大，过大就会导致剪切力的增加；3、梯级扩增时，还是需要人力将其从反应器中取出，增加了劳动强度，并且有的还需要打开发反应器，这就会显著增加微生物污染的潜在可能性。


技术实现要素：

5.本发明针对已有技术的不足之处，提供一种细胞自动扩增与培养系统以及该系统的操作方法。本系统可以实现从全流程的无人干预、全自动运行，简单高效，大大降低的劳动强度和污染可能性；内部培养微环境均匀一致，明显提高了细胞扩增的数量与质量。
6.一种细胞自动扩增与培养系统，包括：培养舱，所述培养舱用于细胞的培养与扩增，所述培养舱内设有培养室，所述培养室用于容置营养液和培养物；液路单元，所述液路单元与所述培养舱连接，所述液路单元用于向所述培养室输送物质以及将所述培养室内的物质排出所述培养室外；运动单元，所述运动单元与所述培养舱连接，所述运动单元用于驱动所述培养室内的物质进行旋转运动；控制单元，所述控制单元分别与所述液路单元以及
所述运动单元电连接。
7.本技术公开的细胞自动扩增与培养系统中，培养舱的培养室为培养物生长以及扩增的场所。可选地，培养物可以为干细胞、t细胞、组织细胞或微生物细胞或上述细胞与微载体的结合物等。液路单元在控制单元的控制下向培养舱内输入营养液和待扩增培养的种子液。种子液在适宜的营养条件、酸碱条件以及空气条件下进行大量繁殖扩增。当培养室内的细胞数量达到一定数量级后，控制单元控制运动单元启动，运动单元按照第一运动频率驱动培养舱进行旋转运动，培养室内的液体随之翻动进行混合。可选地，运动单元可以进行连续的转动运动。可选地，运动单元可以按照一定的时间间隔进行间歇性旋转运动。随后，控制单元控制运动单元按照第二运动频率驱动培养舱进行旋转运动，培养室内的液体会在离心力的作用下沉降在培养室的上下两个端部位置，从而实现自动减量分离。接着，控制单元控制液路单元将培养室内上半部分或下半部分的液体和培养物一起排出培养室外。最后，控制单元控制液路单元向培养室补充新鲜的营养液和空白微载体。
8.本发明提供的一种细胞自动扩增与培养系统，培养舱通过不同的旋转速度就可以实现轻柔混匀、减半分离等功能，保证细胞或种植在微载体的外表面的细胞的持续扩增。本系统可以实现106至10
12
量级的无人干预、全自动运行，简单高效，大大降低的劳动强度和污染可能性。另外，本系统混匀过程中剪切力轻柔，对细胞的影响较小，在干细胞扩增培养方面优势更为明显，可以大大提高细胞的扩增质量。与此同时，本系统内部培养微环境均匀一致，明显提高了细胞扩增的数量与质量。
9.可选地，在一些实施例中，培养舱是一个由有机玻璃制成的长方体密封件。培养舱上设有密封件，密封件由聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料是一种具有自润滑特性的低阻材料，并且具有良好的生物相容性，密封件与培养舱之间可以相互滑动，从而在培养舱与液路单元连接时，密封件移动并实现培养舱、液路单元之间的密封连接。
10.在其中一个实施例中，所述液路单元包括进液管组件和出液管组件，所述培养舱上还设有进液孔道和出液孔道，所述进液孔道以及所述出液孔道分别位于所述培养舱长轴线中点的两侧，所述进液孔道以及所述出液孔道分别与所述培养室连通，所述进液管组件的一端用于与所述进液孔道连接，所述进液管组件的另一端用于输送物质，所述出液管组件的一端用于与所述出液孔道连接，所述出液管组件将所述培养室内的物质排出。
11.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：培养舱的培养室分别设置有与培养室连通的进液孔道以及出液孔道。进液孔道用于与液路单元的进液管组件连接，出液孔道用于与液路单元的出液管组件连接。培养舱上的进液孔道和出液孔道分别位于培养舱的两侧，有利于实现培养室内经离心分离的培养物和培养液从出液孔道中定量排出。可选地，出液孔道可以位于培养舱长轴线中点附近，从而方便培养室内的培养物以及培养液的减半分离。可选地，出液孔道可以位于培养舱端部与中部之间离端部位置1/5、1/4、1/3、1/2、2/3、4/5处等位置，从而可以实现培养物不同数量级扩增的需求。
12.具体地，在一些实施例中，培养舱上设有密封件，密封件上分别设有上述的进液孔道和出液孔道，两个孔道的内部分别固定有单向阀，避免液体的泄露。在使用中，对应接口无误后，培养舱向液路单元方向推动，液路单元上的进液管组件和出液管组件分别插入密封件内对应的接口，并且顶开底部的单向阀，完成液路的连通。
13.在其中一个实施例中，所述液路单元还包括泵体，所述泵体设置在所述进液管组
件上。
14.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：液路单元还包括泵体，具体地，泵体为蠕动泵，蠕动泵是将新鲜培养基泵入、使用后的培养基的排除的动力源。
15.在其中一个实施例中，所述液路单元还包括阀体组件，所述阀体组件设置在所述进液管组件和/或所述出液管组件上。
16.液路单元还包括阀体组件，阀体组件分别位于进液管组件和/或出液管组件上。可选地，阀体组件为单向阀，单向阀可以防止相关液路内液体的回流造成的污染。
17.可选地，在一些实施例中，液路单元包括进液管组件、出液管组件、泵体以及阀体组件。其中，进液管组件和出液管组件为医用硅胶管。
18.在其中一个实施例中，细胞自动扩增与培养系统还包括环控单元，所述环控单元包括传感器模组以及环境控制模组，所述传感器模组与所述环境控制模组电连接，所述环控单元设置在所述培养舱上，所述环控单元与所述控制单元电连接，所述传感器模组用于接收并向所述控制单元输送所述培养室内的环境参数，所述控制单元控制所述环境控制模组调节所述培养室内的环境。
19.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步还包括环控单元，环控单元包括传感器模组和环境控制模组，其中传感器模组用于接收培养室内各项培养环境参数信息，并向控制单元传递各项参数信息，使控制单元能够启动或关闭对培养室的营养或气体等的输送接口，为培养舱提供稳定的温度、酸碱度以及气体浓度，从而实现培养舱内细胞等物质自动培养扩增的功能。
20.在其中一个实施例中，所述环境控制模组包括氧气、氮气以及二氧化碳三相气体控制器。
21.在其中一个实施例中，所述传感器模组包括温度传感器、ph计、氧浓度计、浊度计的至少其中一种。
22.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：环控单元中的传感器模组包括温度传感器、ph计、氧浓度计、浊度计中的至少其中一种。环境控模组包括氧气、氮气和二氧化碳三相气体控制器，主要用于气体组分的控制。通过环控单元与控制单元的配合，能够实现细胞自动扩增与培养系统的自动化控制，使扩增培养简单高效，大大降低的劳动强度和污染可能性。
23.可选地，在一些实施例中，传感器模组形成为传感器集束。培养舱上设有密封件，密封件上分别设有三个孔道，三个孔道的内部分别固定有单向阀，避免液体的泄露。三个孔道分别对应进液孔道、出液口孔道与传感器集束。在使用中，对应接口无误后，培养舱向内部推动，三个管道插入密封件内对应的接口，并且顶开底部的单向阀，完成液路的连通。
24.在其中一个实施例中，所述传感器模组还包括液位传感器，所述液位传感器设置在所述培养室的腔壁上，所述液位传感器位于所述培养舱长度轴线的中点附近。
25.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：传感器模组还包括液位传感器，液位传感器位于培养舱长度轴线的中点附近。通过在培养舱上设置液位传感器，当培养室内的培养物质排放至一定液位后可以触发控制单元控制液路单元关闭出液管组件的开口，从而实现培养舱内培养物质的自动减半分离操作。可选地，液位传感器还可以同时设置在培养舱的端部，从而当培养室内的培养物质排放至一定液位后可以触发控制单元控制液路
单元启动进液管组件的开口，从而自动向培养舱补充新鲜的营养液和空白微载体。
26.在其中一个实施例中，所述运动单元包括驱动件和传动组件，所述传动组件的一端与所述驱动件连接，所述传动组件的另一端与所述培养舱连接。
27.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步地限定了：运动单元包括驱动件和传动组件，驱动件驱动传动组件转动，并使传动组件带动培养舱转动，从而实现培养室内液体的混合和离心等操作。
28.可选地，传动组件可以为连杆组件、曲柄-连杆组件、齿轮组件的至少其中一种。
29.在其中一个实施例中，所述驱动件为驱动电机，所述传动组件包括主动齿轮以及至少一个从动齿轮，所述主动齿轮与所述驱动电机连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮连接。
30.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：运动单元的驱动件为驱动电机，传动组件包括主动齿轮和至少一个从动齿轮。上述的细胞自动扩增与培养系统通过设置齿轮组件作为运动单元的传动组件，能使培养舱的转动运动更加平稳，培养舱内的液体混合更均匀，且对细胞的伤害能进一步降低，能够提高细胞的培养质量。
31.在其中一个实施例中，所述培养舱的数量为多个，多个所述培养舱通过所述液路单元连接，多个所述培养舱分别与所述运动单元以及所述控制单元连接，或，多个所述培养舱中的其中一个与所述运动单元以及所述控制单元连接。
32.本系统的细胞自动扩增与培养系统可以单机运行，也可以多套并联运行。其中，在多套并联运行模式中，多个培养舱经由阀岛、医用硅胶管连接起来后多套(通常为8台)并联运行，保证细胞的持续扩增。例如首先在一台主控系统内部植入种子细胞，代细胞扩增完成后，细胞培养舱会依次启动混匀、低速离心两个步骤，内部的微载体(含细胞)就会在离心力的作用下沉降在培养舱上下两个端部位置，实现自动减半分离。然后液路单元中出液管组件排除上半部的液体，同时将其中的含细胞微载体排出，将其转移进2号培养从系统，1号培养主系统和2号培养从系统再灌满新鲜培养基(其中含新鲜空白的微载体)，空白微载体与原先含细胞微载体混匀后，即完成转移操作。同理就可以实现2台扩增至4台，4台扩增至8台。通过设置多套系统并联运行，可以保证细胞的持续扩增，提高产率。
33.在其中一个实施例中，细胞自动扩增与培养系统还包括箱体，所述箱体设有安装位，所述培养舱位于所述安装位处，所述液路单元、所述运动单元以及所述控制单元设置在所述箱体上。
34.上述的细胞自动扩增与培养系统还包括箱体，箱体内设有用于放置培养舱的安装位。控制单元、液路单元、运动单元、环控单元、培养舱均安装在箱体内，由箱体为其提供稳定的工作环境。
35.可选地，箱体上还设有可视化组件，可视化组件用于观察培养舱内的培养物或营养液的情况。可选地，可视化组件包括照明灯和观察窗。
36.可选地，箱体上还设有定位件，定位件用于固定培养舱的位置，防止培养舱在箱体内转动时移位。可选地，观察窗中间位置设置定位件，定位件顶在培养舱的旋转轴心位置，避免舱体的前后运动，保证了整套系统运行的稳定。
37.在其中一个实施例中，细胞自动扩增与培养系统还包括密封组件，所述密封组件设置在所述培养舱和/或所述液路单元上，所述密封组件用于密封所述培养舱与所述液路
单元的连接间隙。
38.上述的细胞自动扩增与培养系统还包括密封组件，所述密封组件用于密封培养舱与液路单元的连接间隙，有效降低培养室内的液体被污染的风险。
39.一种细胞自动扩增与培养方法，包括如下步骤：
40.s1、启动液路单元和控制单元，向培养舱注入营养液和待培养物；
41.s2、扩增培养；
42.s3、启动运动单元，运动单元驱动培养舱内的物质混匀；
43.s4、启动运动单元，运动单元驱动培养舱内的物质进行离心分离；
44.s5、培养舱通过液路单元排出一定量的营养液和培养物；
45.s6、液路单元向培养舱补充新的营养液和待培养物。
46.本技术第二方面公开的一种细胞自动扩增与培养的方法，能够自动向培养舱注入营养液和待培养物(种子液)，并在控制单元作用下实现自动扩增培养，当培养物的数量扩增至一定数量级后，控制单元启动运动单元将培养舱内的物质混匀，随后运动单元对培养舱内的物质进行低速离心分离，控制单元控制液路单元排出一定量的营养液和培养物。同时液路单元向培养舱补充新的营养液和待培养物，最终实现培养舱内培养物的轻柔混匀、减半分离的效果。
47.在其中一个实施例中，所述的细胞自动扩增与培养方法，步骤s3中运动单元的转速范围为0.1hz～1hz。
48.在其中一个实施例中，步骤s4中运动单元的转速范围为5hz～20hz。
49.在其中一个实施例中，步骤s5的具体步骤为：启动液路单元排出营养液和培养物，当控制单元检测到培养舱的液位到达设定阈值时，液路单元停止排出营养液和待培养物。
50.上述的细胞自动扩增与培养方法中进一步限定了：培养舱在实现混匀功能时，运动单元的转速范围为0.1hz～1hz，因为自身重力作用沉降聚集在底部的微载体(含细胞)会随着培养舱缓慢的旋转运动提升至顶部，然后再缓慢下降，重复这个过程即可实现微载体(含细胞)的混匀，从而实现培养微环境的均匀，避免因为聚集成簇造成内部营养、氧气的供给不足。在低速离心时，运动单元的转速范围为5hz～20hz，微载体(含细胞)经混匀阶段后，内部的微载体(含细胞)就会在离心力的作用下沉降在培养舱上下两个端部位置，实现自动减半分离。
51.另外，当培养舱内的培养物质排放至一定液位后可以触发控制单元控制液路单元关闭出液管组件的开口，从而实现培养舱内培养物质的自动减半分离操作。与此同时，控制单元控制液路单元启动进液管组件的开口，从而自动向培养舱补充新鲜的营养液和空白微载体。
附图说明
52.图1为本发明细胞自动扩增与培养系统的三维示意图；
53.图2为本发明细胞自动扩增与培养系统多套并联使用的三维示意图；
54.图3为本发明培养舱在不同转速下的内部示意图；
55.图4为培养舱内细胞的生长示意图；
56.图5为细胞自动扩增与培养系统相关组件的详细结构示意图；
57.图6为传统细胞生物培养装置(搅拌式)的三维结构示意图；
58.图7为细胞自动扩增与培养方法的工艺流程图。
59.其中，附图标记与部件名称之间的对应关系为：
60.1培养舱，101培养室，102进液孔道，103出液孔道；
61.21进液管组件，22出液管组件；
62.31主动齿轮，32从动齿轮；
63.4控制单元；
64.5传感器模组；
65.6箱体，601安装位；
66.7密封组件；
67.8可视化组件，81照明灯，82观察窗；
68.9定位件；
69.201培养主系统；202培养从系统；203阀岛；
70.301微载体。
具体实施方式
71.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
72.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
73.下面参照附图描述本发明一些实施例所述细胞自动扩增与培养系统及方法。
74.如图1、图3、图5所示，本实施例公开了一种细胞自动扩增与培养系统，包括：培养舱1，培养舱1用于细胞的培养与扩增，培养舱1内设有培养室101，培养室101用于容置营养液和培养物；液路单元2，液路单元2与培养舱1连接，液路单元2用于向培养室101输送物质以及将培养室101内的物质排出培养室外；运动单元3，运动单元3与培养舱1连接，运动单元3用于驱动培养室101内的物质进行旋转运动；控制单元4，控制单元4分别与液路单元2以及运动单元3电连接。
75.本技术公开的细胞自动扩增与培养系统中，培养舱1的培养室101为培养物生长以及扩增的场所。可选地，培养物可以为干细胞、t细胞、组织细胞或微生物细胞或上述细胞与微载体的结合物等。液路单元2在控制单元4的控制下向培养舱1内输入营养液和待扩增培养的种子液。种子液在适宜的营养条件、酸碱条件以及空气条件下进行大量繁殖扩增。当培养室101内的细胞数量达到一定数量级后，控制单元4控制运动单元3启动，运动单元3按照第一运动频率驱动培养舱1进行旋转运动，培养室101内的液体随之翻动进行混合。可选地，运动单元3可以进行连续的转动运动。可选地，运动单元3可以按照一定的时间间隔进行间歇性旋转运动。随后，控制单元4控制运动单元3按照第二运动频率驱动培养舱1进行旋转运动，培养室101内的液体会在离心力的作用下沉降在培养室101的上下两个端部位置，从而实现自动减量分离。接着，控制单元4控制液路单元2将培养室101内上半部分或下半部分的
液体和培养物一起排出培养室101外。最后，控制单元4控制液路单元2向培养室101补充新鲜的营养液和空白微载体。
76.本发明提供的一种细胞自动扩增与培养系统，培养舱通过不同的旋转速度就可以实现轻柔混匀、减半分离等功能，保证细胞或种植在微载体的外表面的细胞的持续扩增。本系统可以实现从106至10
12
量级的无人干预、全自动运行，简单高效，大大降低的劳动强度和污染可能性。另外，本系统混匀过程中剪切力轻柔，对细胞的影响较小，在干细胞扩增培养方面优势更为明显，可以大大提高细胞的扩增质量。与此同时，本系统内部培养微环境均匀一致，明显提高了细胞扩增的数量与质量。
77.可选地，在一些实施例中，培养舱1是一个由有机玻璃制成的长方体密封件。培养舱1上设有密封件，密封件由聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料是一种具有自润滑特性的低阻材料，并且具有良好的生物相容性，密封件与培养舱1之间可以相互滑动，从而在培养舱1与液路单元2连接时，密封件移动并实现培养舱1、液路单元2之间的密封连接。
78.如图3、图5所示，除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：液路单元2包括进液管组件21和出液管组件22，培养舱1上还设有进液孔道102和出液孔道103，进液孔道102以及出液孔道103分别位于培养舱1长轴线中点的两侧，进液孔道102以及出液孔道103分别与培养室101连通，进液管组件21的一端用于与进液孔道102连接，进液管组件21的另一端用于输送物质，出液管组件22的一端用于与出液孔道103连接，出液管组件22将培养室101内的物质排出。
79.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：培养舱1的培养室101分别设置有与培养室101连通的进液孔道102以及出液孔道103。进液孔道102用于与液路单元2的进液管组件21连接，出液孔道103用于与液路单元2的出液管组件22连接。培养舱1上的进液孔道102和出液孔道103分别位于培养舱1的两侧，有利于实现培养室101内经离心分离的培养物和培养液从出液孔道103中定量排出。可选地，出液孔道103可以位于培养舱1长轴线中点附近，从而方便培养室101内的培养物以及培养液的减半分离。可选地，出液孔道103可以位于培养舱1端部与中部之间离端部位置1/5、1/4、1/3、1/2、2/3、4/5处等位置，从而可以实现培养物不同数量级扩增的需求。
80.具体地，在一些实施例中，培养舱1上设有密封件，密封件上分别设有上述的进液孔道102和出液孔道103，两个孔道的内部分别固定有单向阀，避免液体的泄露。在使用中，对应接口无误后，培养舱1向液路单元2方向推动，液路单元2上的进液管组件21和出液管组件22分别插入密封件内对应的接口，并且顶开底部的单向阀，完成液路的连通。
81.进一步地，在本实施例中，液路单元2还包括泵体，泵体设置在进液管组件21上。
82.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：液路单元2还包括泵体，具体地，泵体为蠕动泵，蠕动泵是将新鲜培养基泵入、使用后的培养基的排除的动力源。
83.进一步地，在本实施例中，液路单元2还包括阀体组件，阀体组件设置在进液管组件21和/或出液管组件22上。
84.液路单元2还包括阀体组件，阀体组件分别位于进液管组件21和/或出液管组件22上。可选地，阀体组件为单向阀，单向阀可以防止相关液路内液体的回流造成的污染。
85.可选地，在一些实施例中，液路单元2包括进液管组件21、出液管组件22、泵体以及阀体组件。其中，进液管组件21和出液管组件22为医用硅胶管。
86.如图5所示，进一步地，在本实施例中，细胞自动扩增与培养系统还包括环控单元，环控单元包括传感器模组5以及环境控制模组，传感器模组5与环境控制模组电连接，环控单元设置在培养舱1上，环控单元与控制单元4电连接，传感器模组5用于接收并向控制单元4输送培养室101内的环境参数，控制单元4控制环境控制模组调节培养室101内的环境。
87.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步还包括环控单元，环控单元包括传感器模组和环境控制模组，其中传感器模组5用于接收培养室101内各项培养环境参数信息，并向控制单元4传递各项参数信息，使控制单元4能够启动或关闭对培养室101的营养或气体等的输送接口，为培养舱1提供稳定的温度、酸碱度以及气体浓度，从而实现培养舱1内细胞等物质自动培养扩增的功能。
88.进一步地，在本实施例中，环境控制模组包括氧气、氮气以及二氧化碳三相气体控制器。
89.进一步地，在本实施例中，传感器模组5包括温度传感器、ph计、氧浓度计、浊度计的至少其中一种。
90.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：环控单元中的传感器模组5包括温度传感器、ph计、氧浓度计、浊度计中的至少其中一种。环境控模组包括氧气、氮气和二氧化碳三相气体控制器，主要用于气体组分的控制。通过环控单元与控制单元4的配合，能够实现细胞自动扩增与培养系统的自动化控制，使扩增培养简单高效，大大降低的劳动强度和污染可能性。
91.可选地，在一些实施例中，传感器模组5形成为传感器集束。培养舱1上设有密封件，密封件上分别设有三个孔道，三个孔道的内部分别固定有单向阀，避免液体的泄露。三个孔道分别对应进液孔道102、出液口孔道103与传感器集束。在使用中，对应接口无误后，培养舱1向内部推动，三个管道插入密封件内对应的接口，并且顶开底部的单向阀，完成液路的连通。
92.进一步地，在本实施例中，传感器模组5还包括液位传感器，液位传感器设置在培养室101的腔壁上，液位传感器位于培养舱1长度轴线的中点附近。
93.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：传感器模组5还包括液位传感器，液位传感器位于培养舱1长度轴线的中点附近。通过在培养舱1上设置液位传感器，当培养室101内的培养物质排放至一定液位后可以触发控制单元4控制液路单元2关闭出液管组件22的开口，从而实现培养舱1内培养物质的自动减半分离操作。可选地，液位传感器还可以同时设置在培养舱1的端部，从而当培养室101内的培养物质排放至一定液位后可以触发控制单元4控制液路单元2启动进液管组件21的开口，从而自动向培养舱1补充新鲜的营养液和空白微载体。
94.进一步地，在本实施例中，运动单元3包括驱动件和传动组件，传动组件的一端与驱动件连接，传动组件的另一端与培养舱1连接。
95.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步地限定了：运动单元3包括驱动件和传动组件，驱动件驱动传动组件转动，并使传动组件带动培养舱1转动，从而实现培养室101内液体的混合和离心等操作。
96.可选地，传动组件可以为连杆组件、曲柄-连杆组件、齿轮组件的至少其中一种。
97.如图3、图5所示，进一步地，在本实施例中，驱动件为驱动电机，传动组件包括主动
齿轮31以及至少一个从动齿轮32，主动齿轮31与驱动电机连接，从动齿轮32与主动齿轮31连接。
98.上述的细胞自动扩增与培养系统进一步限定了：运动单元3的驱动件为驱动电机，传动组件包括主动齿轮31和至少一个从动齿轮32。上述的细胞自动扩增与培养系统通过设置齿轮组件作为运动单元3的传动组件，能使培养舱1的转动运动更加平稳，培养舱1内的液体混合更均匀，且对细胞的伤害能进一步降低，能够提高细胞的培养质量。
99.如图2所示，进一步地，在本实施例中，培养舱1的数量为多个，多个培养舱1通过液路单元2连接，多个培养舱1分别与运动单元3以及控制单元4连接，或，多个培养舱1中的其中一个与运动单元3以及控制单元4连接。
100.本系统的细胞自动扩增与培养系统可以单机运行，也可以多套并联运行。其中，在多套并联运行模式中，多个培养舱1经由阀岛203、医用硅胶管连接起来后多套通常为8台并联运行，保证细胞的持续扩增。例如首先在一台主控系统内部植入种子细胞，代细胞扩增完成后，细胞培养舱会依次启动混匀、低速离心两个步骤，内部的微载体含细胞就会在离心力的作用下沉降在培养舱上下两个端部位置，实现自动减半分离。然后液路单元2中出液管组件22排除上半部的液体，同时将其中的含细胞微载体排出，将其转移进2号培养从系统，1号培养主系统201和2号培养从系统202再灌满新鲜培养基其中含新鲜空白的微载体，空白微载体与原先含细胞微载体混匀后，即完成转移操作。同理就可以实现2台扩增至4台，4台扩增至8台。通过设置多套系统并联运行，可以保证细胞的持续扩增，提高产率。
101.如图1所示，进一步地，在本实施例中，细胞自动扩增与培养系统还包括箱体6，箱体6设有安装位601，培养舱1位于安装位601处，液路单元2、运动单元3以及控制单元4设置在箱体6上。
102.上述的细胞自动扩增与培养系统还包括箱体6，箱体内设有用于放置培养舱1的安装位601。控制单元4、液路单元2、运动单元3、环控单元5、培养舱1均安装在箱体6内，由箱体为其提供稳定的工作环境。
103.可选地，箱体6上还设有可视化组件8，可视化组件8用于观察培养舱1内的培养物或营养液的情况。可选地，可视化组件8包括照明灯81和观察窗82。
104.可选地，箱体6上还设有定位件9，定位件9用于固定培养舱1的位置，防止培养舱1在箱体6内转动时移位。可选地，观察窗82中间位置设置定位件9，定位件9顶在培养舱1的旋转轴心位置，避免舱体的前后运动，保证了整套系统运行的稳定。
105.如图5所示，进一步地，在本实施例中，细胞自动扩增与培养系统还包括密封组件7，密封组件7设置在培养舱1和/或液路单元2上，密封组件7用于密封培养舱1与液路单元2的连接间隙。
106.上述的细胞自动扩增与培养系统还包括密封组件7，密封组件7用于密封培养舱1与液路单元2的连接间隙，有效降低培养室101内的液体被污染的风险。
107.一种细胞自动扩增与培养方法，如图7所示，包括如下步骤：
108.s1、启动液路单元和控制单元，向培养舱注入营养液和待培养物；
109.s2、扩增培养；
110.s3、启动运动单元，运动单元驱动培养舱内的物质混匀；
111.s4、启动运动单元，运动单元驱动培养舱内的物质进行离心分离；
112.s5、培养舱通过液路单元排出一定量的营养液和培养物；
113.s6、液路单元向培养舱补充新的营养液和待培养物。
114.本技术第二方面公开的一种细胞自动扩增与培养的方法，能够自动向培养舱注入营养液和待培养物种子液，并在控制单元作用下实现自动扩增培养，当培养物的数量扩增至一定数量级后，控制单元启动运动单元将培养舱内的物质混匀，随后运动单元对培养舱内的物质进行低速离心分离，控制单元控制液路单元排出一定量的营养液和培养物。同时液路单元向培养舱补充新的营养液和待培养物，最终实现培养舱内培养物的轻柔混匀、减半分离的效果。
115.进一步地，在本实施例中，步骤s3中运动单元的转速范围为0.1hz～1hz。
116.进一步地，在本实施例中，步骤s4中运动单元的转速范围为5hz～20hz。
117.进一步地，在本实施例中，步骤s5的具体步骤为：启动液路单元排出营养液和培养物，当控制单元检测到培养舱的液位到达设定阈值时，液路单元停止排出营养液和待培养物。
118.上述的细胞自动扩增与培养方法中进一步限定了：培养舱在实现混匀功能时，运动单元的转速范围为0.1hz～1hz，因为自身重力作用沉降聚集在底部的微载体含细胞会随着培养舱缓慢的旋转运动提升至顶部，然后再缓慢下降，重复这个过程即可实现微载体含细胞的混匀，从而实现培养微环境的均匀，避免因为聚集成簇造成内部营养、氧气的供给不足。在低速离心时，运动单元的转速范围为5hz～20hz，微载体含细胞经混匀阶段后，内部的微载体含细胞就会在离心力的作用下沉降在培养舱上下两个端部位置，实现自动减半分离。
119.另外，当培养舱内的培养物质排放至一定液位后可以触发控制单元控制液路单元关闭出液管组件的开口，从而实现培养舱内培养物质的自动减半分离操作。与此同时，控制单元控制液路单元启动进液管组件的开口，从而自动向培养舱补充新鲜的营养液和空白微载体。
120.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
121.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。