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申请/专利权人：世联生物工程无锡有限公司

摘要：本发明涉及蜗牛干细胞培养技术领域，具体为一种蜗牛干细胞培养环境调控系统；包括：数据采集模块、服务器、细胞培养监测模块和环境调控模块；细胞培养监测模块通过多方面综合分析细胞活性、细胞分布和细胞增殖情况以判定细胞环境是否具备分化条件，并据此得到分化诱导节点分化诱导因子的添加时间；环境调控模块通过依据蜗干细胞的状态进行分析以得到每次分化诱导节点对应的分化诱导因子的添加量，实现在蜗牛干细胞培养过程中分化诱导因子添加时间和添加量的准确控制，减少个体差异和主观性带来的误差，提高蜗牛干细胞提高培养的一致性和收集率。

主权项：1.一种蜗牛干细胞培养环境调控系统，包括：信息采集模块服务器，信息采集模块用于采集细胞增殖数据、细胞分化数据和环境参数，并将其发送至服务器存储；服务器预先存储有细胞增殖信息和细胞分化信息；其中细胞增殖数据包括细胞数量、增殖代谢产物浓度和蜗牛干细胞分布图；细胞分化数据包括分化代谢产物浓度；其特征在于，还包括：细胞培养监测模块和环境调控模块；细胞培养监测模块通过培养基中细胞增殖状态进行分析以得到状态值，并据此生成分化诱导信号，并将其发送至环境调控模块；环境调控模块通过控制培养箱的按照增殖环境参数运行以便于蜗牛干细胞达到平稳增殖阶段，当接收到分化诱导信号时，环境调控模块则进行环境参数和分化诱导因子调控；其中分化诱导因子调控的步骤具体如下：当首次接收到分化诱导信号时，则对其进行信号解析以得到分化诱导节点，并将该分化诱导节点记为分化诱导开始节点，调取分化诱导开始节点对应的状态值，并将其乘以设定的诱导量转换系数以得到分化诱导因子开始添加量，控制机械手按照对应的分化诱导因子开始添加量进行添加；由此完一次分化诱导因子的准确添加；当除了第一次以外的任意次接收到分化诱导信号时，对其进行信号解析以得到分化诱导节点以及对应的状态值；获取分化诱导因子的添加次数并将其与状态值进行数值化分析以得到该分化节点对应的分化诱导因子添加量，控制机械手按照对应的分化诱导因子添加量进行添加，直至培养基中目标代谢浓度达到预设浓度；通过培养基中细胞增殖状态进行分析以得到状态值，包括以下步骤：R1：调取实时采集的细胞数量，并以采集时间为横坐标，细胞数量为纵坐标构建细胞生长曲线图；使用微积分中的导数方法计算得到任一采集时刻对应的增殖点的切线，取切线斜率记为Hi；R2：调取实时采集的蜗牛干细胞分布图，利用边缘算法提细胞轮廓并计算轮廓面积Lij；其中i表示采集时刻，j表示蜗牛干细胞分布图中的细胞序号，j＝1，2，3……n2，n2取值为正整数，n2表示的是蜗牛干细胞分布图中的细胞总数；以此类推以得到蜗牛干细胞分布图中每个细胞的轮廓面积，并将其通过设定的公式计算以得到形态偏离值LZi，其中为i采集时刻的蜗牛干细胞分布图的中所有细胞轮廓面积的平均值；R3：取蜗牛干细胞分布图中任意细胞，并对其进行细胞分布状态分析以得到分布偏离值SPi；R4：调取任意采集时刻对应的增殖代谢物浓度Ci、切线斜率Hi、形态偏离值LZi和分布偏离值SPi，并将其通过设定的公式进行计算以得到该采集时刻的状态值FZi，其中f1、f2、f3和f4分别为设定的比例系数；当状态值大于设定的状态阈值时，则该时刻记为分化诱导节点，并生成分化诱导信号发送至环境调控模块；取蜗牛干细胞分布图中任意细胞，并对其进行细胞分布状态分析以得到分布偏离值，具体步骤如下：取蜗牛干细胞分布图中任意细胞，利用照片识别器识别该细胞的相邻细胞记并计算得到两者之间的距离记为Pijk，k表示相邻细胞的序号，k＝1，2,3……n3，n3取值为正整数，n3表示相邻细胞总数；并将其通过设定的公式计算以得到该细胞与其相邻细胞之间间距离散值PZij，其中Pij为序号为j的细胞与其相邻细胞之间的间距平均值，以此类推以得到蜗牛分布图中所有细胞的间距离散值；遍历蜗牛干细胞分布图中间距离散值，并将其与设定离散区间进行比较分析以将细胞分为高度偏离细胞、中度偏离细胞和低度离散细胞；分别统计蜗牛干分布图中的高度偏离细胞、中度偏离细胞和低度离散细胞的数量，并将其分别记为S1ij、S2ij和S3ij；将S1ij、S2ij、S3ij和PZij代入设定的公式计算以得到蜗牛干细胞分布图中的分布偏离值SPi，其中a1和a2分别为设定的比例系数；以此类推以得每个采集时刻对应的蜗牛干细胞分布图的分布偏离值。

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