【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物信息处理，具体涉及一种环境可控的新型细胞培养方法。
技术介绍
1、环境可控的细胞培养方法是细胞生物学领域中的重要发展方向之一，它可以提高细胞培养的效率和稳定性，同时满足特定细胞类型的生长需求，通过微流控技术、智能监测系统、生物材料等创新手段，实现对细胞培养环境的精准调控，不仅有效提高细胞培养的可控性、可重复性，促进细胞治疗和组织工程研究，还将加速新药研发、深化基础细胞生物学认识，在解决传统培养方法的限制同时，这种方法对科学研究、医学应用和药物开发等领域都具有重要意义，推动细胞生物学及相关领域的不断创新与进步。
2、环境可控的新型细胞培养方法中，其核心理念包含智能化监测系统，通过配备智能传感器和监测系统，实时监测培养环境的温度、湿度、ph值等关键参数，并通过反馈机制实时调整系统，维持最适宜的生长条件。在智能化监测系统的反馈控制中，由于数据传输、处理等原因，系统可能存在一定的时滞，使得实时性受到影响，且不同种类的细胞可能对环境参数的响应存在差异，时滞可能引起系统不稳定、性能下降和误差累积，使得控制器调整困难且增加失控风险，不同细胞类型的响应差异使得单一控制策略难以适应其生长需求，导致控制系统无法实现对温度、湿度等环节的精准反馈控制，需要进行改进。
技术实现思路
1、为了解决无法实现对温度、湿度等环节的精准反馈控制的技术问题，本专利技术提供了一种环境可控的新型细胞培养方法，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术提出了一种环境可控的新型细胞培养
3、采集多种监测数据，并根据监测数据构建内部监控矩阵；获取每次采集检测数据之间的干涉数据，并构建干涉矩阵；
4、对于内部监控矩阵的每一行使用自回归差分移动平均模型算法识别突变点，获取每一行突变点的数量、位置和数据值；根据内部监控矩阵任意两行的相对位置相同的突变点获取在两行上突变点的不相关因子；根据任意两行上突变点的不相关因子、突变点在不同行的位置以及任意两行的皮尔逊相关系数获取时间响应延迟影响因子；
5、对于干涉矩阵中每一行相邻元素作差获取差值序列，根据差值序列获取数量均值，根据数量均值对干涉矩阵的每一行进行聚类获取若干聚类簇；根据获取的聚类簇对内部监控矩阵进行窗口构建，根据所构建的窗口获取主要异反馈系数；根据时间响应延迟影响因子和主要异反馈系数获取异细滞后指数；
6、根据异细滞后指数获取检测数据中温度、湿度、ph的调整强度；根据调整强度完成环境数据的调整，完成细胞培养。
7、优选的，所述采集多种监测数据，并根据监测数据构建内部监控矩阵的方法为：
8、采集的检测数据包括温度值、湿度值、ph值、细胞的实时密度、细胞体积的变化量、关键分子数量差异以及活细胞的数量；
9、每一种检测数据作为内部监控矩阵的一行，对于所有检测数据，每经过预设时间采集一次数据，将任意一种检测数据中所采集的所有数值按照采集时间排序作为一个行序列，将所有检测数据对应的行序列构成内部监控矩阵。
10、优选的，所述获取每次采集检测数据之间的干涉数据，并构建干涉矩阵的方法为：
11、将任意一个采集时刻与前一个采集时刻之间的时间段记为采集时段；每个采集时段的干涉数据包括温度变化量、ph变化量、湿度变化量以及人为操作的持续时间；
12、将每种干涉数据作为干涉矩阵的一行，每种干涉数据的数据值按照采集时段的时间顺序排序。
13、优选的，所述根据内部监控矩阵任意两行的相对位置相同的突变点获取突变点在行序列上的不相关因子的方法为：
14、将内部监控矩阵中任意一行的突变点进行标号，将相同标号的突变点作为相对位置相同的突变点；
15、将任意一行记为目标行，将目标行的其中一个突变点记为目标突变点，计算该突变点的数据值与其相邻左侧元素的数据值的差值绝对值，计算该突变点的数据值与其相邻右侧元素的数据值的差值绝对值，在两个差值绝对值中选择一个最大值计为第一绝对值；
16、将除了目标行之外的任意一行记为匹配行，将匹配行中与目标突变点的相对位置相同的突变点记为匹配突变点，根据获取目标突变点的第一绝对值的方法获取匹配突变点的绝对值记为第二绝对值；
17、将1与第一绝对值和第二绝对值的比值作差的绝对值归一化后作为目标行和匹配行的目标突变点的不相关因子。
18、优选的，所述根据任意两行上突变点的不相关因子、突变点在不同行的位置以及任意两行的皮尔逊相关系数获取时间响应延迟影响因子的方法为：
19、
20、式中，fbi，j，α表示第i个行序列和第j个行序列中第α个突变点的不相关因子，zi，α表示第i个行序列中第α个突变点的位置下标，zj，α表示第j个行序列中第α个突变点的位置下标，ri，j表示第i个行序列和第j个行序列的皮尔逊相关系数，xi表示第i个行序列中突变点的数量，xj表示第j个行序列中突变点的数量，min()表示最小值函数，m1表示数据的种类，md表示时间响应延迟影响因子。
21、优选的，所述根据差值序列获取数量均值，根据数量均值对干涉矩阵的每一行进行聚类获取若干聚类簇的方法为：
22、将差值序列中大于预设阈值的差值求迈作为第一数量；将干涉矩阵所有行的第一数量的均值作为数量均值v；
23、对干涉矩阵的每一行所有元素使用k-means聚类，聚类中的k值为聚类距离为元素之间的曼哈顿距离，对于任意一个类簇，若其中一个元素的相邻元素不在该类簇中，则计算该元素与所有聚类中心的曼哈顿距离的反比作为归属度，将归属度最高的聚类簇作为该元素的聚类簇，直到每个簇内的数据都为相邻的数据为止。
24、优选的，所述根据获取的聚类簇对内部监控矩阵进行窗口构建，根据所构建的窗口获取主要异反馈系数的方法为：
25、将每个聚类簇最右侧的位置标记，获取干涉矩阵中所有行相对位置相同的聚类簇的最右侧位置标记的最大值和均值，分别记为位置最大值和位置均值；
26、将内部监控矩阵中，获取位置均值所在位置，将位置均值之间的元素作为一个聚类簇，以位置均值为中心构建窗口，窗口大小为预设大小，主要异反馈系数的表达式为：
27、
28、式中，maxi，b表示内部监控矩阵i个行序列的第b个窗口中的最大数据值，mini，b表示内部监控矩阵i个行序列的第b个窗口中的最小数据值，μi，b表示内部监控矩阵i个行序列的第b个窗口中所有元素的数据值均值，表示发生干涉的时间段的数量，m1表示数据的种类，gl表示主要异反馈系数。
29、优选的，所述根据时间响应延迟影响因子和主要异反馈系数获取异细滞后指数的方法为：
30、将时间响应延迟影响因子和主要异反馈系数的比值作为异细滞后指数。
31、优选的，所述根据异细滞后指数获取检测数据中温度、湿度、ph的调整强度的方法为：
32、通过数据统计获取标准温度值、标准本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述采集多种监测数据，并根据监测数据构建内部监控矩阵的方法为：
3.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述获取每次采集检测数据之间的干涉数据，并构建干涉矩阵的方法为：
4.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据内部监控矩阵任意两行的相对位置相同的突变点获取突变点在行序列上的不相关因子的方法为：
5.如权利要求2所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据任意两行上突变点的不相关因子、突变点在不同行的位置以及任意两行的皮尔逊相关系数获取时间响应延迟影响因子的方法为：
6.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据差值序列获取数量均值，根据数量均值对干涉矩阵的每一行进行聚类获取若干聚类簇的方法为：
7.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据获取的聚
8.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据时间响应延迟影响因子和主要异反馈系数获取异细滞后指数的方法为：
9.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据异细滞后指数获取检测数据中温度、湿度、pH的调整强度的方法为：
10.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据调整强度完成环境数据的调整的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述采集多种监测数据，并根据监测数据构建内部监控矩阵的方法为：
3.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述获取每次采集检测数据之间的干涉数据，并构建干涉矩阵的方法为：
4.如权利要求1所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据内部监控矩阵任意两行的相对位置相同的突变点获取突变点在行序列上的不相关因子的方法为：
5.如权利要求2所述的一种环境可控的新型细胞培养方法，其特征在于，所述根据任意两行上突变点的不相关因子、突变点在不同行的位置以及任意两行的皮尔逊相关系数获取时间响应延迟影响因子的方法为：
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯苑妮，谢丽，廖曾军，冯风梅，
申请(专利权)人：深圳市勃新生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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