專利名稱：線蟲跟蹤觀測平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物實驗儀器，具體涉及研究線蟲行為特征的實驗平臺， 適用于長時程、實時觀測線蟲行為表現(xiàn)型的實驗。
背景技術(shù)：
秀麗隱桿線蟲(G3e"w/zaZwto:s e/egara)，簡稱線蟲(C.e/egara)是 生物學研究中的一種經(jīng)典模式生物。
2002年諾貝爾生理和醫(yī)學獎頒發(fā)給三位研究線蟲(C.e/巧"w)的科 學家，這使得近年來圍繞線蟲C.e/gam的科學研究走向一個高潮。小 小線蟲所具有的龐大的基因體系、脈絡(luò)清晰的神經(jīng)系統(tǒng)、完全解讀的基 因組序列，足以使其成為生命科學領(lǐng)域研究行為學和發(fā)育生物學的最佳 材料。更為重要的是由于人們可以在C.e/egara中實現(xiàn)特定基因與特定行 為的匹配，從而使得科學家們可以通過基因分析的方法去撬開不為人知 的神經(jīng)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的分子機制這塊密石。然而，面對C.e/gam數(shù)量眾多的 基因，生物學家們很難人為的將各種基因與神經(jīng)元之間的微妙關(guān)系精確 的進行描述。因此，若要充分利用Ce/eg""s這一絕佳模式生物去探索神 經(jīng)系統(tǒng)的奧妙，弄清楚基因與行為之間的關(guān)系，就勢必需要快速、高效、 持續(xù)、定量地描述各種與行為相關(guān)的線蟲表型。
目前，國內(nèi)尚采用人工手持培養(yǎng)皿在顯微鏡下對線蟲進行觀測，不 能進行自動化采集。國外文獻報道了有關(guān)的自動檢測系統(tǒng)，Z.Feng等在 2004年介紹了他們建立的一套用于線蟲形態(tài)學和行為學的自動分析跟蹤 成像系統(tǒng)，見Feng Z.， Cronin C.， Wittig Jr J., Sternberg P. and Schafer W. An imaging system for standardized quantitative analysis of C. elegans behavior. BMC Bioinformatics. 2004， 5:115;他們通過對單只線蟲進行長時程的記 錄，分析得到了 144種特定的表型參數(shù)。這個方法證實了表型分析定量 化、標準化的可行性，并為后期高通量篩選和鑒定方法的研發(fā)奠定了基 礎(chǔ)。Christopher等于2005年發(fā)表了使用線蟲運動參數(shù)自動定量分析系統(tǒng)， 以正弦波形運動的特征來研究線蟲發(fā)育、行為和生理學表型的研究論文， 見Cronin C.， Mendel J" Mukhtar S.， Kim Y., Stirbl R.， Bruck J. and Sternberg R An automated system for measuring parameters of nematode sinusoidal movement. BMC Genet. 2005, 6(5): l-19.這些參數(shù)包括線蟲質(zhì)心運動速 率、軌跡點速率、身體彎曲范圍和頻率、正弦運動的幅度和波長以及收 縮傳播等。K.Hoshi等設(shè)計的基于計算機控制的線蟲運動狀態(tài)自動跟蹤、 分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動識別線蟲運動狀態(tài)以及再現(xiàn)實際空間中的運動軌 跡的功能，跟蹤采集數(shù)據(jù)的時間可達1小時。該系統(tǒng)對運動狀態(tài)識別的 誤差率達到小于1%的水平，見Hoshi K. and Shingai R. Computer-driven automatic identification of locomotion states in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci. Meth.， 2006， Vol.157: 355-363.上述文獻中，均未涉及線蟲跟蹤 觀測平臺的具體結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種線蟲跟蹤觀測平臺，目的在于能夠快速、高效、持 續(xù)、定量地觀測描述各種與行為相關(guān)的線蟲表型，為線蟲表現(xiàn)型參數(shù)的 數(shù)字化提供方便。
本發(fā)明的一種線蟲跟蹤觀測平臺，由主體支架、縱向滑架和培養(yǎng)皿 托盤組成，主體支架為矩形框架，其一側(cè)為固定板，用于和電控平移臺 相連；縱向滑架亦為矩形框架，通過兩根縱向?qū)к壟c主體支架滑動連接; 培養(yǎng)皿托盤由互相分離的左、右圓弧板構(gòu)成，左、右圓弧板兩端分別通 過橫向?qū)к壟c縱向滑架滑動連接。
所述的線蟲跟蹤觀測平臺，其特征在于所述縱向?qū)к壓蜋M向?qū)к?的結(jié)構(gòu)為四根圓柱形鋼條，其中心部位嵌入由卡位條限位的滾珠；使 用時，所述四根圓柱形的鋼條分別嵌入矩形框架和縱向滑架的導(dǎo)軌槽或 者縱向滑架和左、右圓弧板兩端的導(dǎo)軌槽。
本發(fā)明主體支架與電控平移臺相連，起固定和承載整個裝置的作用， 還為培養(yǎng)皿的縱向移動提供一個方向的軌道；縱向滑架實現(xiàn)和主體支架 的縱向相對滑動，而且起承載培養(yǎng)皿和為培養(yǎng)皿的橫向移動提供軌道的 作用；培養(yǎng)皿托盤實現(xiàn)橫向的移動和承載與固定培養(yǎng)皿，圓弧形的結(jié)構(gòu) 能夠滿足各種培養(yǎng)皿的固定。整體用鋁合金制作，輕便，結(jié)構(gòu)強度符合 要求，為步進電機減小了負荷，這樣就避免了步進電機的失步，使實驗 結(jié)果精確可靠。
本發(fā)明縱向?qū)к壓蜋M向?qū)к壊捎脻L動代替滑動，在移動方向上采用 滾珠作為相對移動的媒介，由于滾珠直接在鋁合金上滑動容易產(chǎn)生磨損 和出現(xiàn)雜質(zhì)阻塞滾動，利用四根圓柱形鋼條嵌在方槽中作為導(dǎo)軌，這樣 就能夠避免由于磨擦損害平臺的壽命，而且滾珠在鋼導(dǎo)軌上滾動更為方 便。
本發(fā)明穩(wěn)定，輕便，能夠方便實現(xiàn)前后、左右自由移動，使被觀測 物處于顯微鏡頭下的任何坐標點，在步進電機驅(qū)動下，通過程序控制可 以方便的得到被觀測線蟲的一系列參數(shù)，為快速、高效、持續(xù)、定量地 描述各種與行為相關(guān)的線蟲表型提供一個穩(wěn)定的平臺，為線蟲行為表型 特征參數(shù)的數(shù)字化提供了可能和方便。


圖1為本發(fā)明示意圖； 圖2A主體支架俯視圖2B主體支架右視圖3A縱向滑架俯視圖3B縱向滑架正視圖4A培養(yǎng)皿托盤俯視圖4B培養(yǎng)皿托盤正視圖5導(dǎo)軌橫截面示意圖6A鋼珠卡位條俯視圖6B鋼珠卡位條正視圖。
圖中標記為主體支架l、縱向滑架2、培養(yǎng)皿托盤3、縱向?qū)к壊?br> 4、橫向?qū)к壊?、圓柱形鋼條6、滾珠7。
具體實施例方式
如圖l所示，本發(fā)明由主體支架l、縱向滑架2和培養(yǎng)皿托盤3三個 部分組成，縱向滑架2通過兩根縱向?qū)к壟c主體支架1滑動連接；培養(yǎng) 皿托盤3由互相分離的左、右圓弧板構(gòu)成，通過橫向?qū)к壟c縱向滑架2 滑動連接，主體支架1通過螺絲和電控平移臺連接，通過精確控制步進 電機的轉(zhuǎn)速以實現(xiàn)整個裝置的數(shù)字化控制。
如圖2A、圖2B所示，主體支架1右部兩側(cè)為2mm深的縱向?qū)к壊?; 如圖3A、圖3B所示，縱向滑架2上分別具有縱向?qū)к壊?和橫向?qū)к?槽5;如圖4A、圖4B所示，培養(yǎng)皿托盤3的兩端分別具有橫向?qū)к壊?。
縱向滑架2通過軌道和主體支架1連接，通過滾珠7實現(xiàn)縱向的自 由移動，主體支架1與縱向滑架2的縱向?qū)к壊?同時放四根圓柱形鋼 條6，四根圓柱形鋼條的正中央放置滾珠7，形成如圖5的結(jié)構(gòu)，如果縱 向滑架與主體支架之間有相對力的作用時，就能實現(xiàn)相對的滑動。在橫
向上，培養(yǎng)皿托盤3采用相同的方法實現(xiàn)相對縱向滑架2的移動，為了 節(jié)約空間，將橫向?qū)к壊?做在縱向滑架2內(nèi)側(cè)，這樣就增大了滑動的
范圍，提高了空間利用率。有時需要將培養(yǎng)皿固定在某個坐標點上，在 所有相對移動的部件之間可以用螺絲固定位置，實現(xiàn)鎖緊固定的作用。 這樣就能夠方便實現(xiàn)二維移動，而且在想要的坐標點上實現(xiàn)鎖緊，為實 驗的便捷性提供了幫助。
如圖5所示，縱向?qū)к壓蜋M向?qū)к壍木唧w實現(xiàn)方式如下兩邊是相 對移動的部件，上面有縱向?qū)к壊?或橫向?qū)к壊?，深度為2mm，用來 放導(dǎo)軌，縱向?qū)к壊?或橫向?qū)к壊?兩邊分別是四根圓柱形導(dǎo)軌，中 間是滾珠7，當支架之間有力的作用時，滾珠7就能在圓柱形鋼條上滾動， 而且移動方便，不會出現(xiàn)死角等阻礙滑動的因素。為了避免滾珠在滾動 的過程中相互影響，利用圖6所示的鋼珠卡位條，固定滾珠之間的相對 位置。為使?jié)L珠和圓柱形鋼條之間接觸良好而不影響滾動，設(shè)計使用螺 絲從側(cè)面頂住一塊墊片從而通過調(diào)節(jié)螺絲擰入的深度改變導(dǎo)軌之間的間 隙，使?jié)L珠處于最佳的滾動環(huán)境。如果想要滑動效果更好，可以在圓柱 形鋼條上加適當?shù)臐櫥瑒?br> 本發(fā)明能夠滿足線蟲長時程、實時觀測的需求，穩(wěn)定、輕便，可以 適應(yīng)多種不同半徑大小的培養(yǎng)皿。
權(quán)利要求
1.一種線蟲跟蹤觀測平臺，由主體支架、縱向滑架和培養(yǎng)皿托盤組成，主體支架為矩形框架，其一側(cè)為固定板，用于和電控平移臺相連；縱向滑架亦為矩形框架，通過兩根縱向?qū)к壟c主體支架滑動連接；培養(yǎng)皿托盤由互相分離的左、右圓弧板構(gòu)成，左、右圓弧板兩端分別通過橫向?qū)к壟c縱向滑架滑動連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的線蟲跟蹤觀測平臺，其特征在于所述縱向 導(dǎo)軌和橫向?qū)к壍慕Y(jié)構(gòu)為四根圓柱形鋼條，其中心部位嵌入由卡位條 限位的滾珠；使用時，所述四根圓柱形鋼條分別嵌入矩形框架和縱向滑 架的導(dǎo)軌槽或者縱向滑架和左、右圓弧板兩端的導(dǎo)軌槽。
全文摘要
線蟲跟蹤觀測平臺，屬于生物實驗儀器，目的在于能夠快速、高效、持續(xù)、定量地觀測描述各種與行為相關(guān)的線蟲表型，為線蟲表型參數(shù)的數(shù)字化提供方便。本發(fā)明由主體支架、縱向滑架和培養(yǎng)皿托盤組成，主體支架為矩形框架；縱向滑架亦為矩形框架，通過兩根縱向?qū)к壟c主體支架滑動連接；培養(yǎng)皿托盤由互相分離的左、右圓弧板構(gòu)成，左、右圓弧板兩端分別通過橫向?qū)к壟c縱向滑架滑動連接。本發(fā)明穩(wěn)定，輕便，能夠前后、左右自由移動，使被觀測物處于顯微鏡頭下的任何坐標點，在步進電機驅(qū)動下，可以方便的得到被觀測線蟲的一系列參數(shù)，為描述各種與行為相關(guān)的線蟲表型提供一個穩(wěn)定的平臺。
文檔編號G01N21/84GK101187639SQ20071016850
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者張海寧, 濤 徐, 楊瑞鵬, 瞿安連, 鄭揚威 申請人:華中科技大學