專利名稱：一種可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)器，特別涉及一種可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)器是一種使受試樣品圍繞一個(gè)軸(通常是水平軸)旋轉(zhuǎn)的裝置，它既是一種古老的、目前又換發(fā)出新的生命力的設(shè)備。早在18世紀(jì)初，就有人用回轉(zhuǎn)器作為研究植物向地性的手段；從上世紀(jì)60年代人類進(jìn)入航天時(shí)代以來(lái)，回轉(zhuǎn)器被廣泛用作模擬微重力生物效應(yīng)的工具，作為細(xì)胞和組織培養(yǎng)的常用設(shè)備；隨著美國(guó)宇航局約翰遜空間中心發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)裝置“旋轉(zhuǎn)灌流式”推廣應(yīng)用后(美國(guó)公司生產(chǎn)出多種型號(hào)產(chǎn)品)，近十年來(lái)，在生物學(xué)的研究，特別是空間生物學(xué)和醫(yī)學(xué)工程研究中，由于該裝置可以實(shí)現(xiàn)三維培養(yǎng)和高密度培養(yǎng)，大大促進(jìn)了細(xì)胞和組織培養(yǎng)研究的發(fā)展。
然而在這些培養(yǎng)設(shè)備中，其細(xì)胞或組織的生長(zhǎng)、發(fā)育、分化過(guò)程是看不到的(對(duì)細(xì)胞而言，其大小在1～20μm范圍)，除非中途停下來(lái)，抽取部分樣品放在顯微鏡下進(jìn)行觀察。顯然，這是很不方便的，對(duì)研究工作也不利。人們?cè)噲D把生物顯微鏡鏡頭對(duì)著回轉(zhuǎn)器中轉(zhuǎn)動(dòng)的培養(yǎng)容器圓柱面來(lái)觀察內(nèi)部的培養(yǎng)情況，因圓柱容器為曲面，效果很不好。若從培養(yǎng)容器的端面(通常是平面)觀察，不但要改造設(shè)備，效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的細(xì)胞和組織培養(yǎng)用的回轉(zhuǎn)器運(yùn)行過(guò)程中，培養(yǎng)物的不可視問(wèn)題；而提供一種顯微觀察的回轉(zhuǎn)器。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器，包括
一驅(qū)動(dòng)電機(jī)及由該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的固定于轉(zhuǎn)軸1上的轉(zhuǎn)動(dòng)框架2；所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上裝有用以固定培養(yǎng)容器4的固定支架12，所述培養(yǎng)容器4與轉(zhuǎn)動(dòng)框架2同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；還包括安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上用以給培養(yǎng)容器4提供照明的照明光源3；和安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上用以觀察培養(yǎng)容器4內(nèi)生物樣品生長(zhǎng)形態(tài)的生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器7；所述生物顯微系統(tǒng)由物鏡5和光路組成，其生物顯微系統(tǒng)的物鏡5對(duì)著培養(yǎng)容器4的觀察窗口，其光路輸出至所述CCD圖像傳感器7的靶面，所述CCD圖像傳感器7的輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線14和固定在轉(zhuǎn)動(dòng)框架2的導(dǎo)電滑環(huán)8連接至計(jì)算機(jī)15中的數(shù)據(jù)采集卡，計(jì)算機(jī)15對(duì)其進(jìn)行處理并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示培養(yǎng)容器4內(nèi)生物樣品動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)形態(tài)的圖像；所述的轉(zhuǎn)軸1為空心轉(zhuǎn)軸，其外端通過(guò)旋轉(zhuǎn)耦合接頭與氣源相連通；其內(nèi)端接有通入培養(yǎng)容器4的軟管，以對(duì)培養(yǎng)容器4供氣。
所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡5的工作距離為20mm，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可通過(guò)計(jì)算機(jī)隨時(shí)觀察和記錄回轉(zhuǎn)器內(nèi)細(xì)胞或組織的生長(zhǎng)、變化過(guò)程，有利于更深入地了解和掌握細(xì)胞或組織培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步控制影響細(xì)胞培養(yǎng)的因素提供條件。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動(dòng)框架2照明光源3培養(yǎng)容器4生物顯微系統(tǒng)的物鏡5 光路6CCD圖像傳感器7 導(dǎo)電滑環(huán)8樣品9芯子10 軟管11 固定支架12計(jì)算機(jī)15 數(shù)據(jù)信號(hào)線14 固定架13
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的可顯微觀察(可視化)的回轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)如附圖1所示；包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)及由該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的固定于轉(zhuǎn)軸1上的轉(zhuǎn)動(dòng)框架2；所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上裝有用以固定培養(yǎng)容器4的固定支架12，所述培養(yǎng)容器4與轉(zhuǎn)動(dòng)框架2同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；還包括安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上用以給培養(yǎng)容器4提供照明的照明光源3；和安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上用以觀察培養(yǎng)容器4內(nèi)生物樣品生長(zhǎng)形態(tài)的生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器7；所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡5對(duì)著培養(yǎng)容器4的觀察窗口，生物顯微系統(tǒng)的光路輸出至所述CCD圖像傳感器7的靶面，所述CCD圖像傳感器7的輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線14和固定在轉(zhuǎn)動(dòng)框架2)的導(dǎo)電滑環(huán)8連接至計(jì)算機(jī)15中的數(shù)據(jù)采集卡，計(jì)算機(jī)15對(duì)其進(jìn)行處理并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示培養(yǎng)容器4內(nèi)生物樣品動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)形態(tài)的圖像；所述的轉(zhuǎn)軸1為空心轉(zhuǎn)軸，其外端通過(guò)旋轉(zhuǎn)耦合接頭的與氣源相連通；其內(nèi)端接有通入培養(yǎng)容器4的軟管，以對(duì)培養(yǎng)容器4供氣。
所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡5的工作距離為20mm。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
如圖1所示，培養(yǎng)容器4為圓筒形培養(yǎng)容器，其端蓋為方形，通過(guò)一對(duì)固定支架12將培養(yǎng)容器4固定在旋轉(zhuǎn)框架2上，培養(yǎng)容器4中心線與旋轉(zhuǎn)框架2的中心線相重合。實(shí)驗(yàn)樣品9在培養(yǎng)容器4內(nèi)，生物顯微鏡頭5從圓筒形培養(yǎng)容器4的端面外對(duì)樣品9進(jìn)行觀察，生物顯微系統(tǒng)的物鏡鏡頭上有調(diào)焦手輪可以進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)框架2旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)框架2內(nèi)的照明光源3、培養(yǎng)容器4、生物顯微系統(tǒng)、CCD圖像傳感器7都會(huì)隨之旋轉(zhuǎn)，培養(yǎng)容器4中的實(shí)驗(yàn)樣品也同樣旋轉(zhuǎn)，這就實(shí)現(xiàn)了微重力生物效應(yīng)的模擬；而照明光源、樣品和生物顯微鏡5以同一速度旋轉(zhuǎn)，它們之間是相對(duì)靜止的，構(gòu)成了一套透射照明的生物顯微鏡系統(tǒng)，通過(guò)生物顯微系統(tǒng)的物鏡5能夠觀察到樣品的圖像，生物顯微系統(tǒng)的光路6由固定架13固定在旋轉(zhuǎn)框架2上，圖像經(jīng)過(guò)光路傳送到CCD圖像傳感器7的靶面上，由CCD圖像傳感器7將圖像記錄，導(dǎo)電滑環(huán)8的作用就是實(shí)現(xiàn)靜止與轉(zhuǎn)動(dòng)之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換，CCD圖像傳感器7將圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)最終傳送給計(jì)算機(jī)15中的數(shù)據(jù)采集卡，計(jì)算機(jī)15對(duì)其進(jìn)一步記錄、分析和處理。觀察對(duì)象為生物樣品9，氣體交換用的芯子10就是給樣品提供所需氣體的，氣體由氣泵通過(guò)軟管11輸送到芯子內(nèi)，進(jìn)而交換到容器內(nèi)部。
裝在轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)可為直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)；培養(yǎng)容器4的圓筒形內(nèi)部空間充滿培養(yǎng)液及細(xì)胞樣品9，中心有一個(gè)氣體交換用的芯子10，氣體(可以是氧氣或空氣)通過(guò)軟管11與培養(yǎng)容器4相連通。培養(yǎng)容器4通過(guò)兩個(gè)固定支架12固定到轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上。照明光源5為生物顯微系統(tǒng)提供光源；生物顯微系統(tǒng)的物鏡5的工作距離為20mm，以保證能夠觀察到培養(yǎng)容器內(nèi)部的細(xì)胞；通過(guò)固定架13固定到轉(zhuǎn)動(dòng)框架2上的生物顯微系統(tǒng)與CCD組件7把觀察到的細(xì)胞圖像數(shù)字化，然后通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)經(jīng)數(shù)據(jù)信號(hào)線14傳到計(jì)算機(jī)15上。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使轉(zhuǎn)動(dòng)框架2轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)框架2帶著培養(yǎng)容器4和生物顯微鏡5一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由于培養(yǎng)容器4和生物顯微系統(tǒng)以同一轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)，處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，有利于清楚地觀察培養(yǎng)器4內(nèi)的細(xì)胞情況；細(xì)胞在培養(yǎng)容器4內(nèi)的生長(zhǎng)、分化…情況通過(guò)光路系統(tǒng)、CCD組件和滑環(huán)8，經(jīng)數(shù)據(jù)信號(hào)線14傳到計(jì)算機(jī)15上，研究人員可以從計(jì)算機(jī)屏幕顯示的圖像連續(xù)不斷地看到細(xì)胞的變化，從而解決了回轉(zhuǎn)器的可視化問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器，包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)及由該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的固定于轉(zhuǎn)軸(1)上的轉(zhuǎn)動(dòng)框架(2)；所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架(2)上裝有用以固定培養(yǎng)容器(4)的固定支架(12)，所述培養(yǎng)容器(4)與轉(zhuǎn)動(dòng)框架(2)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；其特征在于，還包括安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架(2)上用以給培養(yǎng)容器(4)提供照明的照明光源(3)；和安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)框架(2)上用以觀察培養(yǎng)容器(4)內(nèi)生物樣品生長(zhǎng)形態(tài)的生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器(7)；所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡(5)對(duì)著培養(yǎng)容器(4)的觀察窗口，生物顯微系統(tǒng)的光路輸出至所述CCD圖像傳感器(7)的靶面，所述CCD圖像傳感器(7)的輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線(14)和固定在轉(zhuǎn)動(dòng)框架(2)的導(dǎo)電滑環(huán)(8)連接至計(jì)算機(jī)(15)中的數(shù)據(jù)采集卡，計(jì)算機(jī)(15)對(duì)其進(jìn)行處理并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示培養(yǎng)容器(4)內(nèi)生物樣品動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)形態(tài)的圖像；所述的轉(zhuǎn)軸(1)為空心轉(zhuǎn)軸，其外端通過(guò)旋轉(zhuǎn)耦合接頭與氣源相連通；其內(nèi)端接有通入培養(yǎng)容器(4)的軟管對(duì)培養(yǎng)容器(4)供氣。
2.按權(quán)利要求1所述的可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器，其特征在于，所述生物顯微鏡(5)的鏡頭工作距離為20mm。
3.按權(quán)利要求1所述的可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的可顯微觀察的回轉(zhuǎn)器，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及由其驅(qū)動(dòng)的固定于轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)框架；培養(yǎng)容器固定在轉(zhuǎn)動(dòng)框架上與其同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)框架上裝有照明、生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器；生物顯微系統(tǒng)的物鏡頭對(duì)著培養(yǎng)容器的觀察窗口，其光路輸出至圖像傳感器的靶面，圖像傳感器的輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線和固定在轉(zhuǎn)動(dòng)框架的導(dǎo)電滑環(huán)連至計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡，進(jìn)行處理并在屏幕上顯示生物樣品動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)形態(tài)的圖像；空心轉(zhuǎn)軸外端通過(guò)旋轉(zhuǎn)耦合接頭與氣源相通；其內(nèi)端接有軟管對(duì)培養(yǎng)容器供氣。本裝置可通過(guò)計(jì)算機(jī)隨時(shí)觀察和記錄回轉(zhuǎn)器內(nèi)細(xì)胞或組織的生長(zhǎng)、變化過(guò)程，利于了解、掌握和控制細(xì)胞或組織的培養(yǎng)。
文檔編號(hào)G02B21/00GK1834718SQ20051005521
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者蔣遠(yuǎn)大, 張寶明, 張志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心