细胞培养技术是指在体外提供适宜细胞生长的环境,保持细胞扩增的一种技术。作为生物研究中的重要手段,该技术被广泛应用于医药研究、分子生物学、基因工程等学科领域。近年来,由于细胞治疗方案的兴起,提高体外细胞培养的速度、优化细胞培养的质量成为研究人员关注的重点。培养过程中环境的监测、环境因素的控制以及实现培养系统自动化、智能化成为热议的课题。首先,本课题针对自动化细胞培养系统参数实时监测的需求,对细胞培养过程中的p H、密度等参数进行实时采集。根据专门化的实验室细胞培养流程,本文设计一套基于光谱法检测细胞培养状态的特定测量方案。该方案利用光谱与色彩模型的对应关系,实现p H与密度解耦、p H岭回归模型建立、密度模型建立等工作。此外,针对细胞培养系统自动化、智能化要求,本文进行了细胞培养装置的总体设计,细胞培养平台搭建,细胞培养系统相应软件编写等工作。最后,本文对培养方案进行了优化。建立基于比生长速率的细胞动态仿真模型,根据p H与密度参数设计了一种单入双出的模糊控制器。该控制器通过区分主控对象与辅控对象,对p H与密度分别实现了精确控制与域值控制。通过实际T细胞体外扩增实验将细胞自动培养系统与人工培养方法对比,本文所设计实现的细胞自动化培养系统在参数检测、自动控制、培养效果等方面都达到了预期要求。