專利名稱：細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)多孔細(xì)胞培養(yǎng)板細(xì)胞生長(zhǎng)狀況進(jìn)行觀察和圖像記錄的自動(dòng)觀測(cè)記錄儀和方法。能夠在連續(xù)(自動(dòng))掃描模式下對(duì)多孔細(xì)胞培養(yǎng)板進(jìn)行整板連續(xù)孔觀察和記錄，也能夠在飛點(diǎn)(選定)掃描模式下對(duì)任意單獨(dú)孔進(jìn)行可控定位觀察和記錄。兩種模式下，每個(gè)觀察孔都有完整圖像顯示，并以計(jì)算機(jī)圖像文件形式存儲(chǔ)，可供離線分析。
背景技術(shù)：
隨著人類基因組計(jì)劃的實(shí)施和推進(jìn)，生命科學(xué)研究已進(jìn)入了后基因組時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，生命科學(xué)的主要研究對(duì)象是功能基因組學(xué)，包括結(jié)構(gòu)基因組研究和蛋白質(zhì)組研究等。盡管現(xiàn)在已有多個(gè)物種的基因組被測(cè)序，但是從基因組到蛋白質(zhì)存在轉(zhuǎn)錄水平、翻譯水平以及翻譯后水平三種調(diào)控機(jī)制，基因組學(xué)中得到的信息，并不能全面代表蛋白質(zhì)表達(dá)水平。蛋白質(zhì)是生理功能的執(zhí)行者，是生命現(xiàn)象的直接體現(xiàn)者，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究將直接闡明生命在生理或病理?xiàng)l件下的變化機(jī)制。蛋白質(zhì)本身的存在形式和活動(dòng)規(guī)律，如翻譯后修飾、蛋白質(zhì)間相互作用以及蛋白質(zhì)構(gòu)象等問(wèn)題，仍依賴于直接對(duì)蛋白質(zhì)的研究來(lái)解決。雖然蛋白質(zhì)的可變性和多樣性等特殊性質(zhì)導(dǎo)致了蛋白質(zhì)研究技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比核酸技術(shù)要復(fù)雜和困難得多，但正是這些可變性與多樣性參與和影響著整個(gè)生命過(guò)程。
傳統(tǒng)的對(duì)單個(gè)蛋白質(zhì)進(jìn)行研究的方式己無(wú)法滿足后基因組時(shí)代的要求。這是因?yàn)?1)生命現(xiàn)象的發(fā)生往往是多因素影響的，必然涉及到多個(gè)蛋白質(zhì)。(2)多個(gè)蛋白質(zhì)的參與是交織成網(wǎng)絡(luò)的，或平行發(fā)生，或呈級(jí)聯(lián)因果。(3)在執(zhí)行生理功能時(shí)蛋白質(zhì)的表現(xiàn)是多樣的、動(dòng)態(tài)的，并不像基區(qū)組那樣基本固定不變。因此要對(duì)生命的復(fù)雜活動(dòng)有全面和深入的認(rèn)識(shí)，必然要在整體、動(dòng)態(tài)、網(wǎng)絡(luò)的水平上對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行研究。因此在上世紀(jì)90年代中期，國(guó)際上產(chǎn)生了一門新興學(xué)科一蛋白質(zhì)組學(xué)，它是以細(xì)胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的存在及其活動(dòng)方式為研究對(duì)象?？梢哉f(shuō)蛋白質(zhì)組研究的開展不僅是生命科學(xué)研究進(jìn)入后基因組時(shí)代的里程碑，也是后基因組時(shí)代生命科學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。
抗體是研究蛋白質(zhì)性質(zhì)和功能及其與疾病的關(guān)系的重要工具?？贵w是分析細(xì)胞蛋白質(zhì)組的理想工具，不僅特異性高，而且能非常靈敏地解讀出細(xì)胞裂解液標(biāo)本中蛋白質(zhì)的相對(duì)豐度，用針對(duì)不同細(xì)胞蛋白的各種抗體，通過(guò)定量可以監(jiān)測(cè)蛋白表達(dá)譜的變化；利用抗體芯片或用同一抗體對(duì)不同組織和不同狀況的同一組織進(jìn)行平行篩選，可以確定差異表達(dá)蛋白，甚至是新的未知蛋白或疾病相關(guān)的蛋白?？贵w工程技術(shù)隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展而不斷完善，并且是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主力軍。
目前在單克隆抗體的制備過(guò)程中，傳統(tǒng)的方法是使用蛋白或抗原免疫小鼠，通過(guò)ELISA方法測(cè)定出抗體產(chǎn)生多的雜交瘤，進(jìn)行克隆建株，然后進(jìn)一步對(duì)純化的單抗進(jìn)行鑒定，如需要再檢測(cè)其抗原表位。在實(shí)際工作中，融合率高時(shí)往往獲得大量的產(chǎn)生抗體的雜交瘤，在一次次的細(xì)胞克隆篩選過(guò)程中，細(xì)胞檢測(cè)需要實(shí)驗(yàn)人員長(zhǎng)時(shí)間地在顯微鏡下進(jìn)行細(xì)胞觀測(cè)。工作人員面臨大量的工作量，現(xiàn)有的觀察手段成為工作的限速步驟，工作效率無(wú)法得到保障。例如，在檢測(cè)96孔細(xì)胞培養(yǎng)皿的細(xì)胞，需要由具備專業(yè)知識(shí)的專業(yè)人員對(duì)整個(gè)培養(yǎng)皿逐個(gè)進(jìn)行觀察，對(duì)感興趣的細(xì)胞進(jìn)行記錄。整個(gè)檢測(cè)過(guò)程需要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，而且強(qiáng)度相當(dāng)大。因此，檢測(cè)人員容易疲勞，從而影響檢測(cè)的結(jié)果。另外由于花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)不利。本發(fā)明提出了一套可重復(fù)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行自動(dòng)掃描觀察和檢測(cè)裝置與方法，可以滿足方便細(xì)胞圖像的自動(dòng)采集，可以有效的解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀和方法，可重復(fù)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行觀察和自動(dòng)采集細(xì)胞圖像，以代替繁瑣的人工操作。實(shí)驗(yàn)人員只需要將細(xì)胞培養(yǎng)板放置在工作平臺(tái)上，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，選擇自動(dòng)掃描，或者飛點(diǎn)掃描，采集圖像。圖像以靈活的方式輸出，用戶可對(duì)采集到圖像進(jìn)行處理。采用本發(fā)明的檢測(cè)儀與檢測(cè)方法，可以大大提高實(shí)驗(yàn)人員的工作效率。既可以對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行觀察和自動(dòng)采集細(xì)胞圖像，可以對(duì)細(xì)胞免疫克隆酶聯(lián)斑點(diǎn)讀取分析的觀察和圖像采集。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀，包括一個(gè)擱置細(xì)胞培養(yǎng)板的機(jī)械平臺(tái)和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)械平臺(tái)的光學(xué)顯微鏡，光學(xué)顯微鏡連接一個(gè)攝像機(jī)，攝像機(jī)的輸出視頻信號(hào)經(jīng)圖像采集卡輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)視頻信號(hào)處理后，一路輸出至顯示器顯示細(xì)胞圖像，另一路輸出至打印機(jī)打印出細(xì)胞圖像，還有一路輸出經(jīng)一個(gè)控制器，對(duì)機(jī)械平臺(tái)輸入控制信號(hào)，控制機(jī)械平臺(tái)移動(dòng)。
上述的控制器可采用科日新Q2HB68MG控制模塊。
上述的機(jī)械平臺(tái)的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為在一個(gè)基板上固定一條y導(dǎo)軌與一塊y向滑動(dòng)塊滑動(dòng)匹配，y向滑動(dòng)塊與一個(gè)中間層平臺(tái)固定連接，中間層平臺(tái)與一個(gè)螺母固定連接，該螺母與一根y向絲杠旋配，y向絲杠端部連接一個(gè)固定于基板的電機(jī)輸出軸連接；中間層平臺(tái)上方有一個(gè)最高層平臺(tái)，中間層平臺(tái)上固定一條x向?qū)к?，與一塊x向滑動(dòng)塊滑動(dòng)匹配，x向滑動(dòng)塊與最高層平臺(tái)固定連接，最高層平臺(tái)與一個(gè)螺母固定連接，該螺母與一根x向絲杠旋配，x向絲杠由固定于中間層平臺(tái)的支承座中的軸承支承，x向絲杠端部連接一個(gè)固定于中間層平臺(tái)的電機(jī)輸出軸連接；所述的基板和中間層平臺(tái)中央均有透光缺口，最高層平臺(tái)中央有配置細(xì)胞培養(yǎng)板的缺口。
上述的細(xì)胞培養(yǎng)板為多孔細(xì)胞培養(yǎng)板，包括96孔細(xì)胞培養(yǎng)板，384孔細(xì)胞培養(yǎng)板等一系列細(xì)胞培養(yǎng)板、或PCR板(聚合酶鏈反應(yīng)板)、或ELISA板(酶聯(lián)免疫吸附板)。
一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀方法，采用細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于檢測(cè)采用自動(dòng)連續(xù)掃描模式，步驟如下1)初始化設(shè)置機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)步長(zhǎng)為細(xì)胞培養(yǎng)板相鄰培養(yǎng)孔之間的距離(如圖12)；依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系(如圖13)；設(shè)置平臺(tái)初始位置x軸坐標(biāo)X＝0，y軸坐標(biāo)Y＝0；設(shè)置平臺(tái)移動(dòng)方向參數(shù)dir_x＝1，dir_y＝1(dir_x＝1時(shí)平臺(tái)沿x軸正方向移動(dòng)，dir_x＝-1時(shí)平臺(tái)沿x軸反方向移動(dòng)；dir_y＝1時(shí)平臺(tái)沿y軸正方向移動(dòng)，dir_y＝-1時(shí)平臺(tái)沿y軸反方向移動(dòng))；設(shè)置平臺(tái)沿x軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_x＝1，平臺(tái)沿y軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_y＝1。
2)捕捉當(dāng)前位置的圖像，使X＝X+n_xgdir_x。
3)如果平臺(tái)的x軸坐標(biāo)X＞11并且dir_x＝-1，或者，X≤0并且dir_x＝1，則對(duì)Y進(jìn)行判斷若Y≥7，則跳至步驟5)；若Y＜7，則平臺(tái)沿Y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)，使Y＝Y(jié)+n_ygdir_y。
4)如果平臺(tái)的x軸坐標(biāo)0≤X≤11并且Y小于或等于7，則對(duì)Y進(jìn)行奇偶判斷，若Y是奇數(shù)，則dir_x＝-1，平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)；若Y是偶數(shù)，則dir_x＝1，平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)；返回至步驟2)；5)機(jī)械平臺(tái)復(fù)位設(shè)置n_y＝7，dir_y＝-1，平臺(tái)沿Y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)。
另一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀方法，同樣采用細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于檢測(cè)采用飛點(diǎn)掃描模式，步驟如下1)初始化設(shè)置機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)步長(zhǎng)為細(xì)胞培養(yǎng)板相鄰培養(yǎng)孔之間的距離(如圖12)；依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系(如圖13)；設(shè)置平臺(tái)當(dāng)前位置x軸坐標(biāo)X＝0，y軸坐標(biāo)Y＝0；設(shè)置平臺(tái)移動(dòng)方向參數(shù)dir_x＝1，dir_y＝1(dir_x＝1時(shí)平臺(tái)沿x軸正方向移動(dòng)，dir_x-1時(shí)平臺(tái)沿x軸反方向移動(dòng)；dir_y＝1時(shí)平臺(tái)沿y軸正方向移動(dòng)，dir_y＝-1時(shí)平臺(tái)沿y軸反方向移動(dòng))；設(shè)置平臺(tái)沿x軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_x＝1，平臺(tái)沿y軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_y＝1。
2)選擇操作點(diǎn)使用鼠標(biāo)等指示器，直接在系統(tǒng)監(jiān)視器顯示的培養(yǎng)板界面上選擇用戶感興趣的操作點(diǎn)集合。
3)系統(tǒng)計(jì)算出所選擇操作點(diǎn)集合的坐標(biāo)位置。x軸X_s，y軸Y_s；4)系統(tǒng)計(jì)算出平臺(tái)從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一掃描位置所需要移動(dòng)的步長(zhǎng)n_x＝|X_s-X|，n_y＝|Y_s-Y |。如果X_s-X＜0，則dir_x＝-1，否則dir_x＝1；如果Y_s-Y＜0，則dir_y＝-1，否則dir_y＝1；5)平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)，沿y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)，采集該位置的細(xì)胞圖像；使X＝X+n_xgdir_x，Y＝Y(jié)+n_ygdir_y。
6)重復(fù)步驟4)和步驟5)至所有選定操作點(diǎn)完成圖像采集，系統(tǒng)復(fù)位，機(jī)械平臺(tái)回到初始位置。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，具有以下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的檢測(cè)儀由計(jì)算機(jī)輸出控制信號(hào)經(jīng)控制器去控制機(jī)械平臺(tái)作二維移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集細(xì)胞圖像，以代替繁瑣的人工操作，省時(shí)省力，并及時(shí)檢測(cè)細(xì)胞的生長(zhǎng)，避免操作者與細(xì)胞樣本之間的感染。本發(fā)明的檢測(cè)方法可采用自動(dòng)連續(xù)掃描模式和飛點(diǎn)掃描模式兩種方式進(jìn)行，在自動(dòng)連續(xù)掃描模式下可得到細(xì)胞培養(yǎng)板上所有細(xì)胞的圖像，在飛點(diǎn)掃描模式下可得到細(xì)胞培養(yǎng)板上由用戶選擇的需要觀察點(diǎn)的圖像。本發(fā)明的檢測(cè)儀和方法具有快速、自動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，可以自動(dòng)批量進(jìn)行細(xì)胞生長(zhǎng)檢測(cè)。


圖1是本發(fā)明的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是圖1中的機(jī)械平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是自動(dòng)連續(xù)掃描模式下的檢測(cè)程序框圖。
圖5是飛點(diǎn)掃描模式下的檢測(cè)程序框圖。
圖6是96孔細(xì)胞培養(yǎng)板自動(dòng)連續(xù)掃描單孔成像圖。
圖7是96孔細(xì)胞培養(yǎng)板自動(dòng)連續(xù)掃描全部成像圖。
圖8是96孔細(xì)胞培養(yǎng)板飛點(diǎn)掃描單孔成像圖。
圖9是96孔細(xì)胞培養(yǎng)板飛點(diǎn)掃描成像圖。
圖10是96孔細(xì)胞培養(yǎng)板飛點(diǎn)掃描后的界面圖。
圖11是96孔細(xì)胞培養(yǎng)板飛點(diǎn)掃描的兩孔放大的比較圖。
圖12顯示細(xì)胞培養(yǎng)板。
圖13顯示依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例，結(jié)合附圖詳細(xì)敘述如下。
實(shí)施例1參見圖1，本細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀包括一個(gè)擱置細(xì)胞培養(yǎng)板的機(jī)械平臺(tái)和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)械平臺(tái)的光學(xué)顯微鏡，其特征在所述的顯微鏡連接一個(gè)攝像機(jī)，攝像機(jī)的輸出視頻信號(hào)經(jīng)圖像采集卡輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)，所述的計(jì)算機(jī)對(duì)視頻信號(hào)處理后，一路輸出至顯示器顯示細(xì)胞圖像，另一路輸出至打印機(jī)打印出細(xì)胞圖像，還有一路輸出經(jīng)一個(gè)控制器，對(duì)機(jī)械平臺(tái)輸入控制信號(hào)，控制機(jī)械平臺(tái)移動(dòng)。
上述的控制器可采用科日新Q2HB68MG控制模塊。
上述的光學(xué)顯微鏡采用上海長(zhǎng)方光學(xué)儀器公司的體視顯微鏡XTL-500E。
上述的攝像機(jī)采用JVC彩色攝像機(jī)TK-C921。
上述的細(xì)胞培養(yǎng)板為為多孔細(xì)胞培養(yǎng)板，包括96孔細(xì)胞培養(yǎng)板，384孔細(xì)胞培養(yǎng)板等一系列細(xì)胞培養(yǎng)板、或PCR板(聚合酶鏈反應(yīng)板)、或ELISA板(酶聯(lián)免疫吸附板)。
參見圖2和圖3，上述的機(jī)械平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是在一個(gè)基板上固定一條y向?qū)к壟c一塊y向滑動(dòng)塊滑動(dòng)匹配，y向滑動(dòng)塊與一個(gè)中間層平臺(tái)固定連接，中間層平臺(tái)與一個(gè)螺母固定連接，該螺母與一根y向絲札旋配，y向絲杠端部連接一個(gè)固定于基板的電機(jī)輸出軸連接；中間層平臺(tái)上方有一個(gè)最高層平臺(tái)，中間層平臺(tái)上固定一條x向?qū)к?，與一塊x向滑動(dòng)塊滑動(dòng)匹配，x向滑動(dòng)塊與最高層平臺(tái)固定連接，最高層平臺(tái)與一個(gè)螺母固定連接，該螺母與一根x向絲札旋配，x向絲杠由固定于中間層平臺(tái)的支承座中的軸承支承，x向絲杠端部連接一個(gè)固定于中間層平臺(tái)的電機(jī)輸出軸連接；所述的基板和中間層平臺(tái)中央均有透光缺口，最高層平臺(tái)中央有配置細(xì)胞培養(yǎng)板的缺口。
實(shí)施例2參見圖4，本細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)方法采用實(shí)施例1的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)采用自動(dòng)連續(xù)掃描模式，步驟如下1)初始化設(shè)置機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)步長(zhǎng)為細(xì)胞培養(yǎng)板相鄰培養(yǎng)孔之間的距離(如圖12)；依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系(如圖13)；設(shè)置平臺(tái)初始位置x軸坐標(biāo)X＝0，y軸坐標(biāo)Y＝0；設(shè)置平臺(tái)移動(dòng)方向參數(shù)dir_x＝1，dir_y＝1(dir_x＝1時(shí)平臺(tái)沿x軸正方向移動(dòng)，dir_x＝-1時(shí)平臺(tái)沿x軸反方向移動(dòng)；dir_y＝1時(shí)平臺(tái)沿y軸正方向移動(dòng)，dir_y＝-1時(shí)平臺(tái)沿y軸反方向移動(dòng))；設(shè)置平臺(tái)沿x軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_x＝1，平臺(tái)沿y軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_y＝1。
2)捕捉當(dāng)前位置的圖像，使X＝X+n_xgdir_x。
3)如果平臺(tái)的x軸坐標(biāo)X＞11并dir_x＝1，或者，X≤0并且dir_x＝1，則對(duì)Y進(jìn)行判斷若Y≥7，則跳至步驟5)；若Y＜7，則平臺(tái)沿Y軸移動(dòng)ny個(gè)步長(zhǎng)，使Y＝Y(jié)+n_ygdir_y。
4)如果平臺(tái)的x軸坐標(biāo)0≤X≤11并且Y小于或等于7，則對(duì)Y進(jìn)行奇偶判斷，若Y是奇數(shù)，則dir_x＝-1，平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)；若Y是偶數(shù)，則dir_x＝1，平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)；返回至步驟2)；5)機(jī)械平臺(tái)復(fù)位設(shè)置n_y＝7，dir_y＝-1，平臺(tái)沿Y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)。本例對(duì)96孔細(xì)胞培養(yǎng)板進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)掃描，放大倍數(shù)采用約1.7倍。
掃描結(jié)果自動(dòng)保存在硬盤Fcellgrowth 1目錄下，每孔的圖像可以在掃描軟件中打開。
圖6示出本96孔細(xì)胞培養(yǎng)板自動(dòng)連續(xù)掃描單孔成像圖。其中圖形線圈內(nèi)區(qū)域中存在大量細(xì)胞，孔中的其它區(qū)域也散落有大量細(xì)胞，圖7示出本96孔細(xì)胞培養(yǎng)板自動(dòng)連續(xù)掃描全部成像圖。
實(shí)施例3參見圖5，本細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)方法采用實(shí)施例1的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)采用飛點(diǎn)掃描模式，步驟如下1)初始化設(shè)置機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)步長(zhǎng)為細(xì)胞培養(yǎng)板相鄰培養(yǎng)孔之間的距離(如圖12)；依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系(如圖13)；設(shè)置平臺(tái)當(dāng)前位置x軸坐標(biāo)X＝0，y軸坐標(biāo)Y＝0；設(shè)置平臺(tái)移動(dòng)方向參數(shù)dir_x＝1，dir_y＝1(dir_x＝1時(shí)平臺(tái)沿x軸正方向移動(dòng)，dir_x＝-1時(shí)平臺(tái)沿x軸反方向移動(dòng)；dir_y＝1時(shí)平臺(tái)沿y軸正方向移動(dòng)，dir_y＝-1時(shí)平臺(tái)沿y軸反方向移動(dòng))；設(shè)置平臺(tái)沿x軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_x＝1，平臺(tái)沿y軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_y＝1。
2)選擇操作點(diǎn)使用鼠標(biāo)等指示器，直接在系統(tǒng)監(jiān)視器顯示的培養(yǎng)板界面上選擇用戶感興趣的操作點(diǎn)集合。
3)系統(tǒng)計(jì)算出所選擇操作點(diǎn)集合的坐標(biāo)位置。x軸X_s，y軸Y_s；4)系統(tǒng)計(jì)算出平臺(tái)從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一掃描位置所需要移動(dòng)的步長(zhǎng)n_x＝|X_s-X |，n_y＝|Y_s-Y |。如果X_s-X＜0，則dir_x＝-1，否則dir_x＝1；如果Y_s-Y＜0，則dir_y＝-1，否則dir_y＝1；5)平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)，沿y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)，采集該位置的細(xì)胞圖像；使X＝X+n_xgdir_x，Y＝Y(jié)+n_ygdir_y。
6)重復(fù)步驟4)和步驟5)至所有選定操作點(diǎn)完成圖像采集，系統(tǒng)復(fù)位，機(jī)械平臺(tái)回到初始位置。
本例是對(duì)96孔細(xì)胞培養(yǎng)板進(jìn)行飛點(diǎn)掃描，放大倍數(shù)也采用約1.7倍。
掃描結(jié)果自動(dòng)保存在硬盤F下cellgrowth 2目錄下，每孔的圖像可以在掃描軟件中打開。
圖8示出本96孔細(xì)胞培養(yǎng)板飛點(diǎn)掃描單孔成像圖。圖中圖形線圈內(nèi)區(qū)域中存在大量細(xì)胞。
圖9示出本96孔細(xì)胞培養(yǎng)板所有選擇飛點(diǎn)掃描成像圖。
圖10示出本96孔細(xì)胞培養(yǎng)板飛點(diǎn)掃描成像的界面圖。使用鼠標(biāo)雙擊96孔示意圖中的任意小圖，可觀察到該孔放大的成像圖。
圖11示出點(diǎn)擊兩孔中的圖，可以進(jìn)行放大比較。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀，包括一個(gè)擱置細(xì)胞培養(yǎng)板(2)的機(jī)械平臺(tái)(1)和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)機(jī)械平臺(tái)(1)的光學(xué)顯微鏡(3)，其特征在所述的顯微鏡連接一個(gè)攝像機(jī)(4)，攝像機(jī)(4)的輸出視頻信號(hào)經(jīng)圖像采集卡(5)輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)(6)，所述的計(jì)算機(jī)(6)對(duì)視頻信號(hào)處理后，一路輸出至顯示器(7)顯示細(xì)胞圖像，另一路輸出至打印機(jī)(8)打印出細(xì)胞圖像，還有一路輸出經(jīng)一個(gè)控制器(9)，對(duì)機(jī)械平臺(tái)輸入控制信號(hào)，控制機(jī)械平臺(tái)(1)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀，其特征在于所述的控制器由可細(xì)分步進(jìn)電機(jī)控制卡和程序模塊組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀，其特征在于所述的機(jī)械平臺(tái)(1)的機(jī)構(gòu)是在一個(gè)基板(17)上固定一條y向?qū)к?13)與一塊y向滑動(dòng)塊(12)滑動(dòng)匹配，y向滑動(dòng)塊(12)與一個(gè)中間層平臺(tái)(16)固定連接，中間層平臺(tái)(16)與一個(gè)螺母(20)固定連接，該螺母(20)與一根y向絲杠(19)旋配，y向絲杠(19)由固定于基板(17)的支承座中的軸承(18，22)支承，y向絲杠(19)端部連接一個(gè)固定于基板(17)的電機(jī)(21)輸出軸連接；中間層平臺(tái)(16)上方有一個(gè)最高層平臺(tái)(10)，中間層平臺(tái)(16)上固定一條x向?qū)к?，與一塊x向滑動(dòng)塊滑動(dòng)匹配，x向滑動(dòng)塊與最高層平臺(tái)(10)固定連接，最高層平臺(tái)(10)與一個(gè)螺母(15)固定連接，該螺母(15)與一根x向絲杠(14)旋配，x向絲杠(14)由固定于中間層平臺(tái)(16)的支承座中的軸承支承，x向絲杠端部連接一個(gè)固定于中間層平臺(tái)(16)的電機(jī)(11)輸出軸連接；所述的基版(17)和中間層平臺(tái)(16)中央均有透光缺口，最高層平臺(tái)(10)中央有配置細(xì)胞培養(yǎng)板(2)的缺口。
4.一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于檢測(cè)采用自動(dòng)連續(xù)掃描模式，步驟如下1)初始化設(shè)置機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)步長(zhǎng)為細(xì)胞培養(yǎng)板相鄰培養(yǎng)孔之間的距離(如圖12)；依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系(如圖13)；設(shè)置平臺(tái)初始位置x軸坐標(biāo)X＝0，y軸坐標(biāo)Y＝0；設(shè)置平臺(tái)移動(dòng)方向參數(shù)dir_x＝1，dir_y＝1(dir_x＝1時(shí)平臺(tái)沿x軸正方向移動(dòng)，dir_x＝-1時(shí)平臺(tái)沿x軸反方向移動(dòng)；dir_y＝1時(shí)平臺(tái)沿y軸正方向移動(dòng)，dir_y＝-1時(shí)平臺(tái)沿y軸反方向移動(dòng))；設(shè)置平臺(tái)沿x軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_x＝1，平臺(tái)沿y軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_y＝1。2)捕捉當(dāng)前位置的圖像，使X＝X+n_xgdir_x。3)如果平臺(tái)的x軸坐標(biāo)X＞11并且dir_x＝-1，或者，X≤0并且dir_x＝1，則對(duì)Y進(jìn)行判斷若Y≥7，則跳至步驟5)；若Y＜7，則平臺(tái)沿Y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)，使Y＝Y(jié)+n_ygdir_y。4)如果平臺(tái)的x軸坐標(biāo)0≤X≤11并且Y小于或等于7，則對(duì)Y進(jìn)行奇偶判斷，若Y是奇數(shù)，則dir_x＝-1，平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)；若Y是偶數(shù)，則dir_x＝1，平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)；返回至步驟2)；5)機(jī)械平臺(tái)復(fù)位設(shè)置n_y＝7，dir_y＝-1，平臺(tái)沿Y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)。
5.一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于檢測(cè)采用飛點(diǎn)掃描模式，步驟如下1)初始化設(shè)置機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)步長(zhǎng)為細(xì)胞培養(yǎng)板相鄰培養(yǎng)孔之間的距離(如圖12)；依據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)置系統(tǒng)的坐標(biāo)系為一離散坐標(biāo)系(如圖13)；設(shè)置平臺(tái)當(dāng)前位置x軸坐標(biāo)X＝0，y軸坐標(biāo)Y＝0；設(shè)置平臺(tái)移動(dòng)方向參數(shù)dir_x＝1，dir_y＝1(dir_x＝1時(shí)平臺(tái)沿x軸正方向移動(dòng)，dir_x＝-1時(shí)平臺(tái)沿x軸反方向移動(dòng)；dir_y＝1時(shí)平臺(tái)沿y軸正方向移動(dòng)，dir_y＝-1時(shí)平臺(tái)沿y軸反方向移動(dòng))；設(shè)置平臺(tái)沿x軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_x＝1，平臺(tái)沿y軸每次移動(dòng)的步長(zhǎng)數(shù)n_y＝1。2)選擇操作點(diǎn)使用鼠標(biāo)等指示器，直接在系統(tǒng)監(jiān)視器顯示的培養(yǎng)板界面上選擇用戶感興趣的操作點(diǎn)集合。3)系統(tǒng)計(jì)算出所選擇操作點(diǎn)集合的坐標(biāo)位置。x軸X_s，y軸Y_s；4)系統(tǒng)計(jì)算出平臺(tái)從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一掃描位置所需要移動(dòng)的步長(zhǎng)n_x＝|X_s-X|，n_y＝|Y_s-Y|。如果X_s-X＜0，則dir_x＝-1，否則dir_x＝1；如果Y_s-Y＜0，則dir_y＝-1，否則dir_y＝1；5)平臺(tái)沿x軸移動(dòng)n_x個(gè)步長(zhǎng)，沿y軸移動(dòng)n_y個(gè)步長(zhǎng)，采集該位置的細(xì)胞圖像；使X＝X+n_xgdir_x，Y＝Y(jié)+n_ygdir_y。6)重復(fù)步驟4)和步驟5)至所有選定操作點(diǎn)完成圖像采集，系統(tǒng)復(fù)位，機(jī)械平臺(tái)回到初始位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞生長(zhǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀和方法。本發(fā)明的檢測(cè)儀包括擱置細(xì)胞培養(yǎng)板的機(jī)械平臺(tái)和對(duì)準(zhǔn)機(jī)械平臺(tái)的光學(xué)顯微鏡，光學(xué)顯微鏡連接一個(gè)攝像機(jī)，攝像機(jī)輸出經(jīng)圖像采集卡輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的輸出一路至顯示器，另一路至打印機(jī)，還有一路經(jīng)一個(gè)控制器去控制機(jī)械平臺(tái)的移動(dòng)。本發(fā)明的方法可采用連續(xù)(自動(dòng))掃描模式和飛點(diǎn)(選定)掃描模式兩種方式進(jìn)行。在連續(xù)(自動(dòng))掃描模式下，可得到平臺(tái)上細(xì)胞培養(yǎng)板上所有細(xì)胞的圖像；在飛點(diǎn)(選定)掃描模式下，可得到平臺(tái)上細(xì)胞培養(yǎng)板特定選擇細(xì)胞的圖像。兩種模式下，每個(gè)觀察孔都有完整圖像顯示，并以計(jì)算機(jī)圖像文件形式存儲(chǔ)，可供離線分析。本發(fā)明的檢測(cè)儀和方法具有快速和自動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，可以自動(dòng)批量進(jìn)行細(xì)胞生長(zhǎng)檢測(cè)。
文檔編號(hào)C12Q1/04GK101025397SQ20061003082
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者嚴(yán)壯志, 張慶華, 劉書朋, 宋凱, 陳玉, 奚日輝 申請(qǐng)人:上海大學(xué), 上海生物芯片有限公司