用于生物系統(tǒng)自動(dòng)化表征和操作的并行一體化平臺(tái)

細(xì)胞（或微生物）自動(dòng)化的，連續(xù)的,，封閉式的培養(yǎng),、監(jiān)控、調(diào)優(yōu)系統(tǒng)

該系統(tǒng)集成生物參數(shù)調(diào)節(jié)和測(cè)量,自動(dòng)調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng),、加熱,、攪拌、液體處理,、多種熒光蛋白測(cè)量及光遺傳學(xué),、紫外線、光輸入 使實(shí)驗(yàn)更可靠,、易重復(fù),，是生物系統(tǒng)表征和操作一體化實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化設(shè)備。 

除了連續(xù)培養(yǎng)功能(恒溫器功能,、加熱,、攪拌，在該環(huán)境中調(diào)節(jié)養(yǎng)分可用性和溫度等培養(yǎng)參數(shù))外,，系統(tǒng)自動(dòng)化原位地測(cè)量和監(jiān)控不斷 進(jìn)化的細(xì)胞,、微生物種群的增長(zhǎng)率，并動(dòng)態(tài)調(diào)整培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)的藥物濃度,，以維持恒定的藥物誘導(dǎo)抑制,。生長(zhǎng)速率測(cè)量是使用光學(xué)檢測(cè) 系統(tǒng)完成的，提高了生物數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性。

該平臺(tái)集成了培養(yǎng)箱,、搖床,、讀板器和機(jī)器人液體處理的功能，而不會(huì)影響測(cè)量精度或適應(yīng)性,。通過(guò) 將所有這些功能整合到一個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)中,，可以設(shè)計(jì)更復(fù)雜、更智能的實(shí)驗(yàn),，從而加速發(fā)現(xiàn)過(guò)程,。

系統(tǒng)可以自動(dòng)換液、原位測(cè)量和調(diào)控培養(yǎng)條件,，減少人工操作帶來(lái)的污染機(jī)會(huì),，保證在分批培養(yǎng)中進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，不會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)培養(yǎng) 基中不利條件的發(fā)展,，如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡,、有毒代謝物積累、細(xì)胞密度增加等,，生物體能在其中無(wú)限期地連續(xù)生長(zhǎng)的培養(yǎng),。 

系統(tǒng)整合濁度調(diào)節(jié)器和恒化器保證連續(xù)培養(yǎng)： 在恒濁器中，獲得連續(xù)培養(yǎng)的基本方法是在生長(zhǎng)管中保持均勻的濁度或細(xì)胞密度,。 生長(zhǎng)培養(yǎng)基的濁度由光學(xué)裝置測(cè)量,。通過(guò)用新鮮培養(yǎng)基替換用過(guò)的培養(yǎng)基來(lái)維持生長(zhǎng)培養(yǎng)基的濁度 在恒濁器中，生長(zhǎng)管中的細(xì)胞數(shù)量控制著流速,。培養(yǎng)物的生長(zhǎng)速率會(huì)根據(jù)該流速進(jìn)行調(diào)整 

●自動(dòng)化從生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的培養(yǎng)基中連續(xù)去除有毒廢物代謝物,。 

●自動(dòng)化以一定的速度不斷向生長(zhǎng)培養(yǎng)基中添加新鮮營(yíng)養(yǎng)素。 

●自動(dòng)化去除過(guò)量的細(xì)胞以在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中維持所需的細(xì)胞密度

●使用分光光度計(jì)來(lái)測(cè)量光密度以進(jìn)行控制 

●在培養(yǎng)容器的濁度和稀釋率之間有反饋 

●可設(shè)定固定的稀釋率,。濁度調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)調(diào)整流速（并因此調(diào)整稀釋率） 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)控微生物或細(xì)胞發(fā)生突變,。

主控制版                           主反應(yīng)器             液體流量控制                      攪拌系統(tǒng)

光源加載：

可見(jiàn)光 LED ： 具有聚焦光學(xué)器件的七色發(fā)射器，用于熒光蛋白激發(fā),、光遺 傳學(xué)、光合作用,。  輸出波長(zhǎng)/FWHM (nm)：  395/30,、457/35、500/55,、523/70,、595/25、623/30,、6500K UV LED： 單散焦 UV LED,，峰值波長(zhǎng) 280 nm。 LED控制電路： 每個(gè)LED獨(dú)立限流驅(qū)動(dòng)，光功率變化超過(guò)三個(gè)數(shù)量級(jí),。 激光: 650 nm 散焦激光二極管,，內(nèi)置光電二極管，用于測(cè)量培養(yǎng)光密度  激光控制電路： 光輸出功率穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路,。

濾光片波長(zhǎng)/FWHM (nm) ：  410/29,、440/33、470/36,、510/40,、550/42、583/44,、620/53,、670/60，清晰的  電子設(shè)置： 可調(diào)增益（三個(gè)數(shù)量級(jí)幅度）和積分時(shí)間（從 2.78 s 到 0.7 s）,。 機(jī)械設(shè)置： 機(jī)械可調(diào)光圈以定義視野,。 校準(zhǔn)： 集成溫度和基線偏移校準(zhǔn)，獨(dú)立的低噪聲電源,。

測(cè)溫 空氣溫度測(cè)量： 設(shè)備內(nèi)部和控制計(jì)算機(jī)上的芯片溫度計(jì),，精度為±0.5°C。 介質(zhì)溫度測(cè)量： 醫(yī)用級(jí)紅外測(cè)溫儀,，精度±0.2°C,。 驅(qū)動(dòng)： 培養(yǎng)管下方的電阻熱板，被動(dòng)冷卻,。 加熱功率： 3 W 限制,，提供 2.0 °C/min 的大加熱速率（對(duì)于 20 ml 培養(yǎng)物）。