一种箱式活细胞培养实时记录系统技术方案

本发明专利技术提供一种箱式活细胞培养实时记录系统，包括培养箱、暗视场聚光镜、培养板支架、显微成像装置、光源、电源、计算机，所述显微成像装置包括显微成像头和油压顶推调焦装置。本发明专利技术实现了对培养箱内的细胞进行实时观测，不需要将活细胞取出培养箱内进行观测，同时可使用多镜头组合采集图像，提高了图像的质量及实现针对多个不同培养体系细胞的同步实时动态记录分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种活细胞培养观测装置，特别涉及一种箱式活细胞培养实时记录系统。
技术介绍
细胞培养实时记录已成为研究细胞及其相关学科，尤其是干细胞研究的重要实验技术手段之一，对细胞生长、分裂、分化、转化、应激反应、信号传导、调节控制、衰老、凋亡、 损伤、坏死等表象及其机理探索具有直观、易控、便捷的优势。目前市面上所见的细胞培养实时记录多为采用微环境控制系统与倒置显微镜系统的组合，尽管其成像精度无可厚非，但其存在两大先天缺憾1、微环境控制系统为满足显微镜载物台及显微镜光路的需求多采用半开放式设计，对实验室环境的要求较高，对细胞的生长支持及其长期稳定性并不尽如人意，培养细胞生长稳定性与常规实验室用二氧化碳培养箱存在不小差距。2、尽管通过显微镜光路可获得高清晰度图像，且有多级光学放大倍率选择。但受显微镜头及光路系统限制只能同时对单个视野进行成像记录，不可能同时对平行实验观察的多个视野进行成像记录。而采用定时扫描成像方式则会因反复多次机械扫描运动误差叠加产生图像位移及焦点漂移。即使利用价格高昂的精密扫描和自动焦面控制装置仍需通过软件对图像进行校正，大幅增加系统构成的复杂性和价格，同时给系统运行稳定性留下隐患。公布号为CN101776613的中国专利公开了一种基于光纤图像传输的培养箱内细胞实时观察方法及装置，通过内窥镜传像系统、传光系统与显微镜位移微调装置实现了对培养箱里细胞生长形态的实时观测与记录，该装置存在以下缺点1、显微镜位移微调装置采用齿轮传动的方式实现，该位移微调装置体积较大，不适用多镜头组合的应用，且存在多级齿轮传动过程中复杂的力矩转换所带来的同步及摩擦问题。2、采用单光路扫描成像，细胞生长图像质量较低，存在摄像视野随扫描进程漂移及平行样本成像所存在的时间同步性等问题。3、传光系统裸露在培养箱内，易被培养箱内高温、高湿、微酸环境所腐蚀。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种能实现多镜头组合，并且可靠性好的箱式活细胞培养实时记录系统。本专利技术的目的通过以下技术方案实现一种箱式活细胞培养实时记录系统，其特征在于，包括培养箱、暗视场聚光镜、培养板支架、显微成像装置、光源、电源、计算机，所述暗视场聚光镜、培养板支架和显微成像装置由上至下依次排列安装在培养箱内；所述光源、电源、计算机位于培养箱外；所述光源通过光纤与暗视场聚光镜连接； 所述电源通过电源线分别与光源、显微成像装置连接；所述计算机通过数据线分别与光源、 显微成像装置连接；所述显微成像装置包括显微成像头和油压顶推调焦装置。更具体地，所述显微成像头包括显微物镜、成像装置和图像传感器芯片；所述显微物镜、成像装置和图像传感器芯片由上至下依次排列，密封于内筒中；所述成像装置位于所述显微物镜的后焦面上；所述图像传感器芯片置于所述成像装置的后焦面上。更具体地，所述油压顶推调焦装置进一步包括外筒，导油管、油路转换器、热交换器、蠕动泵、第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈；所述外筒套于所述内筒的外部，所述内筒的两端伸出外筒；所述第一密封圈和第二密封圈分别固定于所述外筒的上下端，均可相对于内筒上下滑动；所述第三密封圈固定于内筒的中部，可相对于外筒上下滑动；所述第一密封圈、第三密封圈、内筒、外筒围成的空间为上油压室；所述第三密封圈、第二密封圈、 内筒、外筒围成的空间为下油压室；所述外筒上靠近第一密封圈的位置设有两个开孔，外筒上靠近第二密封圈的位置设有两个开孔，四个开孔分别经过导油管与油路转换器连接，所述油路转换器用于控制上油压室和下油压室的油量变化；所述热交换器与油路交换器连接，所述蠕动泵与热交换器连接，所述蠕动泵通过热交换器为上下油压室提供循环制冷。优选地，所述成像装置为成像目镜或光纤锥形耦合器。优选地，所述图像传感器芯片为CXD图像传感器芯片或CMOS图像传感器芯片。优选地，所述培养箱为二氧化碳培养箱。优选地，所述显微成像装置为两个或两个以上。优选地，所述光源为蓝光光源。本专利技术相对于现有技术具有以下优点和效果1、采用实验室广泛应用二氧化碳培养箱可稳定长期培养细胞之特性，保障被观测细胞获得更长期的稳定培养生长记录周期。 2、显微成像装置的光学部件处于密封状态，克服了培养箱内高温、高湿、微酸环境对光学部件的腐蚀。3、采用油压顶推调焦装置实现自动调焦，由于油压顶推调焦装置具有体积小、结构简单、便于密封的特点，更适合实现多镜头组合的应用；油压顶推调焦装置还具有制冷的功能，降低了工作温度，提高了图像传感器芯片的信噪比，从而提高了图像质量。4、采用多镜头组合，同时采集多点图像，克服了扫描式多点图像采集带来的系统复位差和时间延迟差的现象。附图说明图1为单通道光路箱式活细胞培养实时记录系统的示意图。图2为本专利技术的显微成像装置的示意图。图3为本专利技术的显微成像头的示意图。图4为三通道光路箱式活细胞培养实时记录系统的示意图。图5为六通道光路箱式活细胞培养实时记录系统的示意图。具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，单通道光路箱式活细胞培养实时记录系统包括二氧化碳培养箱11、暗视场聚光镜12、培养板支架13、显微成像装置14、蓝光光源15、电源16、计算机17。暗视场聚光镜12、培养板支架13和显微成像装置14由上至下依次排列安装在二氧化碳培养箱11内；蓝光光源15、电源16、计算机17位于培养箱11外；蓝光光源15通过光纤与暗视场聚光镜12连接；电源16通过电源线分别与蓝光光源15、显微成像装置14连接；计算机17通过数据线分别与蓝光光源15、显微成像装置14连接。如图2所示，显微成像装置14包括显微成像头141和油压顶推调焦装置142。如图3所示，显微成像头141包括显微物镜1411、成像目镜1412、CXD图像传感器芯片1413 ； 显微物镜1411、成像目镜1412和CXD图像传感器芯片1413由上至下依次排列，密封于高强度硬质塑料内筒1414内；成像目镜1412置于显微物镜1411的后焦面上；CXD图像传感器芯片1413置于成像目镜1412的后焦面上。显微物镜1412可选用IOX显微物镜、20X显微物镜、40X显微物镜、Ieica水镜中的任一种；成像目镜1412可选用0. 5X成像目镜、1.0X成像目镜的任一种。如图2所示，油压顶推调焦装置包括高强度硬质塑料外筒1421、导油管1422、油路转换器1423、热交换器1424、蠕动泵1425、第一密封圈1426、第二密封圈1427和第三密封圈14 ；外筒1421套于显微成像头141的外部，内筒1414两端伸出外筒1421 ；第一密封圈 1426和第二密封圈1427分别固定于外筒1421的上下端，均可相对内筒1414上下滑动；第三密封圈14 固定于内筒1414的中部，可相对于外筒1421上下滑动；第一密封圈1似6、第三密封圈1428、内筒1414、外筒1421围成的空间为上油压室；第三密封圈1428、第二密封圈1427、内筒1414、外筒1421围成的空间为下油压室；外筒1421上靠近第一密封圈1似6 的位置设有两个开孔，外筒1421上靠近第二密封圈1427的位置设有两个开孔，四个开孔分别经过导油管1422与油路转换器1423连接；热交本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种箱式活细胞培养实时记录系统，其特征在于，包括培养箱、暗视场聚光镜、培养板支架、显微成像装置、光源、电源、计算机，所述暗视场聚光镜、培养板支架和显微成像装置由上至下依次排列安装在培养箱内；所述光源、电源、计算机位于培养箱外；所述光源通过光纤与暗视场聚光镜连接；所述电源通过电源线分别与光源、显微成像装置连接；所述计算机通过数据线分别与光源、显微成像装置连接；所述显微成像装置包括显微成像头和油压顶推调焦装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖继东，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：81