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用于生物系統(tǒng)自動化表征和操作的并行一體化平臺

細(xì)胞（或微生物）自動化的，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)和測量,自動調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、加熱、攪拌、液體處理、多種熒光蛋白測量及光遺傳學(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)自動化原位地測量和監(jiān)控不斷 進(jìn)化的細(xì)胞、微生物種群的增長率，并動態(tài)調(diào)整培養(yǎng)瓶內(nèi)的藥物濃度，以維持恒定的藥物誘導(dǎo)抑制。生長速率測量是使用光學(xué)檢測 系統(tǒng)完成的，提高了生物數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性。

該平臺集成了培養(yǎng)箱、搖床、讀板器和機(jī)器人液體處理的功能，而不會影響測量精度或適應(yīng)性。通過 將所有這些功能整合到一個(gè)自動化平臺中，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)過程。

系統(tǒng)可以自動換液、原位測量和調(diào)控培養(yǎng)條件，減少人工操作帶來的污染機(jī)會，保證在分批培養(yǎng)中進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，不會出現(xiàn)生長培養(yǎng) 基中不利條件的發(fā)展，如營養(yǎng)物質(zhì)耗盡、有毒代謝物積累、細(xì)胞密度增加等，生物體能在其中無限期地連續(xù)生長的培養(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管中保持均勻的濁度或細(xì)胞密度。 生長培養(yǎng)基的濁度由光學(xué)裝置測量。通過用新鮮培養(yǎng)基替換用過的培養(yǎng)基來維持生長培養(yǎng)基的濁度 在恒濁器中，生長管中的細(xì)胞數(shù)量控制著流速。培養(yǎng)物的生長速率會根據(jù)該流速進(jìn)行調(diào)整

●自動化從生長過程中產(chǎn)生的培養(yǎng)基中連續(xù)去除有毒廢物代謝物。

●自動化以一定的速度不斷向生長培養(yǎng)基中添加新鮮營養(yǎng)素。

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

●使用分光光度計(jì)來測量光密度以進(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)器動態(tài)調(diào)整流速（并因此調(diào)整稀釋率） 實(shí)時(shí)監(jiān)測調(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/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 280 nm。 LED控制電路： 每個(gè)LED獨(dú)立限流驅(qū)動，光功率變化超過三個(gè)數(shù)量級。 激光: 650 nm 散焦激光二極管，內(nèi)置光電二極管，用于測量培養(yǎng)光密度  激光控制電路： 光輸出功率穩(wěn)壓驅(qū)動電路。

濾光片波長/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。

測溫 空氣溫度測量： 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)溫度測量： 醫(yī)用級紅外測溫儀，精度±0.2°C。 驅(qū)動： 培養(yǎng)管下方的電阻熱板，被動冷卻。 加熱功率： 3 W 限制，提供 2.0 °C/min 的大加熱速率（對于 20 ml 培養(yǎng)物）。