一种生物细胞培养实时射频采集系统的制作方法

本实用新型属于生物细胞培养与微波电路相结合的领域，具体涉及一种生物细胞培养实时射频采集系统。

背景技术：

细胞培养是现代生物科学中发展迅速的一种实验技术，它为细胞学、遗传学、病毒学、免疫学的研究和应用做出了重要贡献。常规的细胞培养使用细胞培养瓶、培养板等装置来培养细胞。随着生物技术的发展，迫切需要大规模的细胞培养。细胞在体外培养过程中，需要进行常规的检查和观察，及时了解细胞的生长状态、数量改变、细胞形态等。细胞生长监测是生物细胞培养技术的重要组成部分。

目前，已经有多种分析细胞的技术。传统的细胞分析技术依赖的是光学的监测系统。传统的光学技术需要先对细胞标记，再用显微镜进行观察，虽然可以得到较精确的细胞图像，但是标记和观察过程需要大量的时间和昂贵的设备，并且细胞的标记可能给细胞带来危害性。

使用生物细胞培养实时射频采集系统，相对于上述常用的生物细胞培养的监测方法，具有无直接接触、实时监测、操作方便、无害性、无需标记细胞等特点。采用微沟道培养生物细胞，具有小型化、节省大量的试剂和细胞等优点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种生物细胞培养实时射频采集系统，解决现有技术由于对生物细胞培养的监测成本较高、耗时所导致的监测效率降低，以及需要对细胞进行标记，而标记之后可能对细胞培养产生一定的危害等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种生物细胞培养实时射频采集系统，包括介质基板，设置于介质基板两端的输入端和输出端连接器，覆盖介质基板背面的金属接地板，以及设置于介质基板正面的一分多功分馈电网络、若干平行排布的微带线，微沟道。

所述微沟道设置于微带线中间，把微带线都分隔为两部分并形成微带电容；微波源通过输入端连接器以及一分多功分馈电网络对微带线输入端进行馈电，微带线输出端通过输出端连接器输出微波信号，通过对该微波信号的分析计算即可得到细胞的实时生长状况。

进一步的，所述微带线输出端通过三端口微波元器件与输出端连接器连通。

进一步地，所述微带线的数量为1～100。

在细胞培养的过程中，先利用微波源通过输入端连接器对一分多功分馈电网络进行馈电，一分多功分器与若干平行排布微带线的同一端相连，而用于细胞培养的微沟道将所有的微带线都分隔为两部分。在生物细胞培养的过程中，开始的时候，细胞数量几乎为零，随着时间的增加，细胞将培养基中的营养物质不断转化，通过分裂的方式产生众多的新细胞。因此，在这个过程中，许多物质开始是以独立大分子的形式存在的，最后以细胞的形式存在。这种不同存在方式导致了整个微沟道中物质的电参数会发生变化，即其介电常数和电导率都会发生变化。当微沟道中物质的电参数发生变化时，微带电容的电容量也随之改变，其耦合能量和相位也会发生变化，这些变化通过输出端连接器输出。对这些变化，可以运用算法来反向推测细胞的生长状况。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

通过引入生物细胞培养实时射频采集系统，可以实时的监测生物细胞的生长,同时能够实时采集监测到的数据。在整个监测过程中，无需直接接触细胞，也不必对细胞进行标记，所以不会对细胞产生危害，并且操作简便、监测效率高。

通过引入微沟道，可以充分利用培养基，增大细胞与培养基的接触，并且将细胞培养装置和采集系统融合在一起，具有小型化的优点。在监测生物细胞培养时，可以边培养边采集数据，省时又省力。

附图说明

图1为本实用新型实例1的整体结构布局示意图；

图2为本实用新型实例2的整体结构布局示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、优点能够更加清楚明白，下面结合附图，以具体的实例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，生物细胞培养实时射频采集系统，包括输入端连接器1_1、一分六等功分馈电网络1_2、微带线输入端1_3_1、微带线输出端1_3_2、微沟道1_4、三端口微波元器件1_5、输出端连接器1_6、介质基板1_7。

金属地板覆盖在高频介质基板1_7的下表面，与其底部完全重合,保证其与地的良好接触，从而保证了射频采集系统的高频性能。六条平行排布的金属微带线印制在高频介质基板1_7的上表面，微沟道设置于微带线中间将微带线分为左右对称的两部分，形成矩形结构的微带电容。输入端连接器1_1安装于高频介质基板1_7的最左侧，其内芯与一分六等功分馈电网络1_2的输入端相连，用于对微带线输入端1_3_1进行馈电，保证微带线输入端1_3_1的每部分微带线的馈电均为等幅同向。位于微带线输出端1_3_2后接的三端口微波元器件1_5，用于转换经过微带线输出端1_3_2后线路上的信号，使之到达输出端。输出端连接器1_6安装于介质基板1_7的最右侧，用于输出三端口微波元器件1_5转换的信号。微带电容用于反映生物细胞的生长，在生物细胞培养的过程中，随着培养时间的增加，细胞通过分裂的方式将微沟道1_4中的营养物质不断的转化，导致微沟道1_4中的物质的存在方式的不同，这种不同存在方式导致了整个微沟道1_4中物质的电参数会发生变化，即其介电常数和电导率都会发生变化。当微沟道1_4中物质的电参数发生变化时，微带电容的电容量会发生改变，其耦合能量和相位也会发生变化。对这些变化，可以运用算法来反向推测细胞的生长状况。

实施例2

如图2所示，生物细胞培养实时射频采集系统，包括输入端连接器2_1、一分三等功分馈电网络2_2、微带线输入端2_3_1、微带线输出端2_3_2、微沟道2_4、输出端连接器2_5、介质基板2_6。

与实施例1的区别在于：本实施例中的微带线输入端2_3_1和输出端2_3_2的微带线数量减少了，同时去掉了三端口微波元器件。当微带线数量较少的时候，不需要通过三端口微波元器件进行信号的转换，直接将微波信号从输出端连接器2_5中输出，此时原理上同实施例1一样。只是最后在算法上，本实施例运用的是不同于实施案例1的算法来反向推测细胞的生长状况。