一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其主要包括光學(xué)顯微鏡、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、兩個(gè)三維移動(dòng)臺(tái)、微吸管夾持模塊、熔融小球支撐平臺(tái)模塊、電子目鏡、液晶顯示器。該系統(tǒng)采用熔融小球技術(shù)將微吸管端部進(jìn)行處理，并將顯微鏡視野轉(zhuǎn)移到液晶顯示屏幕上，具有如下主要優(yōu)點(diǎn)：(1)處理微吸管方便、簡(jiǎn)單、精度高；(2)用屏幕顯示圖像，方便快捷、保護(hù)操作者的眼睛、降低勞動(dòng)強(qiáng)度；(3)可調(diào)節(jié)電流源輸出電流大小，便于控制微吸管處理速度，顯著提高處理的效果。該系統(tǒng)可廣泛用于基于顯微鏡的各種微吸管處理實(shí)驗(yàn)，改變了原有的顯微鏡操作方式，很好地保護(hù)了操作者的眼睛，降低了操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，符合人機(jī)工程學(xué)的原理。
【專利說明】
一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及基于顯微鏡改造的處理系統(tǒng)，尤其是一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，具有方便快捷、減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度的特點(diǎn)。
技術(shù)背景
[0002]現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展至今，大部分的實(shí)驗(yàn)研究均需要在高倍顯微鏡下觀察細(xì)胞的形態(tài)、活性、生命活動(dòng)等，有時(shí)還需要采用固定細(xì)胞的方式進(jìn)行下一步的觀察和操作，如BFP(B1membrane Force Probe)實(shí)驗(yàn)中利用水壓控制的原理，采用毛細(xì)微吸管固定單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行操作。在此類實(shí)驗(yàn)中，毛細(xì)微吸管的頭部應(yīng)該進(jìn)行平整圓潤(rùn)處理，避免在固定細(xì)胞的時(shí)候破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。目前市面上已有的微吸管處理機(jī)價(jià)格昂貴、效率低下，操作者的眼睛容易因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間緊盯顯微鏡視野而產(chǎn)生疲勞，所以有必要開發(fā)一套方便快捷的微吸管處理系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)用高放大倍數(shù)、大操作范圍的體式顯微鏡進(jìn)行放大，用高精度的三維移動(dòng)臺(tái)操作微吸管和熔融小球進(jìn)行處理。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，包括光學(xué)顯微鏡、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、兩塊三維移動(dòng)臺(tái)、固定平臺(tái)、微吸管、微吸管夾持塊、熔融小球模塊、熔融小球模塊夾持塊、電子目鏡、液晶顯示器、導(dǎo)線、緊固螺釘；
[0006]光學(xué)顯微鏡、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和液晶顯示器均固定于工作平臺(tái)上，固定平臺(tái)通過緊固螺釘固定在光學(xué)顯微鏡的底座上，兩個(gè)三維移動(dòng)臺(tái)通過緊固螺釘分別對(duì)稱固定在固定平臺(tái)的兩端;熔融小球模塊夾持塊通過緊固螺釘固定在左三維移動(dòng)臺(tái)上，熔融小球模塊固定在熔融小球模塊夾持塊上;微吸管夾持塊通過緊固螺釘固定在右三維移動(dòng)臺(tái)上，微吸管用膠帶固定在微吸管夾持塊上;所述的微吸管的端部與熔融小球模塊相對(duì)，30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的正負(fù)極通過導(dǎo)線分別連接熔融小球模塊的兩極；電子目鏡插入光學(xué)顯微鏡的一個(gè)目鏡鏡筒中，另一端通過USB連接口連接到液晶顯示器上。
[0007]所述光學(xué)顯微鏡為Motic公司SMZ-168型號(hào)光學(xué)體式顯微鏡，變倍范圍為0.75 X?
5 X ο
[0008]所述30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源為305DM四位顯示直流穩(wěn)壓電源，電流精度可達(dá)0.1mA。
[0009]所述三維移動(dòng)平臺(tái)為Physik Instrument公司M105三維移動(dòng)臺(tái)。
[0010]所述電子目鏡為Anyty DKMCOl電子目鏡，感光芯片為500萬真彩色CM0S，0.5倍縮小鏡。
[0011]基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)是采用熔融小球技術(shù)將微吸管端部進(jìn)行處理，并將顯微鏡視野轉(zhuǎn)移到液晶顯示屏幕上，該必須具備以下幾點(diǎn)要求:1、此系統(tǒng)的總放大倍數(shù)為Motic顯微鏡的目鏡放大倍數(shù)乘以液晶顯示屏幕的像素放大倍數(shù)，此總倍數(shù)必須在250倍以上；2、光學(xué)顯微鏡和三維移動(dòng)臺(tái)的Z向移動(dòng)距離必須足夠，須保證微吸管的頭部和熔融小球能夠通過移動(dòng)聚在顯微鏡的焦面上;3、為了使熔融小球處理微吸管的效果達(dá)到最佳，三維移動(dòng)臺(tái)的最小移動(dòng)距離必須足夠小，優(yōu)選其精度為0.1微米，加熱電流也必須能夠調(diào)整到合適的大小值;4、進(jìn)行微吸管處理操作時(shí)，必須待加熱電流最終穩(wěn)定、小球的形態(tài)不再發(fā)生明顯變化后進(jìn)行，這個(gè)過程大約需要I?2秒鐘的時(shí)間。
[0012]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0013]本發(fā)明主要用于生命科學(xué)領(lǐng)域中毛細(xì)微吸管頭部處理問題，利用較高精度的三維移動(dòng)平臺(tái)控制微吸管和熔融小球的相對(duì)位置，將顯微鏡視野轉(zhuǎn)移到液晶顯示屏上，具有以下優(yōu)勢(shì):
[0014]I)操作方便簡(jiǎn)單，視野圖像直觀；
[0015]2)三維移動(dòng)臺(tái)最小移動(dòng)距離小，精度高，易于控制微吸管的處理效果；另外可通過調(diào)節(jié)加熱電源的大小控制處理的速度和質(zhì)量，具有高度可控性；
[0016]3)將顯微鏡視野轉(zhuǎn)移到液晶顯示屏上，在保證放大倍數(shù)和圖像清晰的基礎(chǔ)之上，最大程度上降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，很好地保護(hù)了操作者的眼睛。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，(a)(b)(c)(d)分別為不同視角結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是本發(fā)明正視示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明微吸管夾持模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明熔融小球模塊夾持塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖5是本發(fā)明三維移動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:l、Motic光學(xué)顯微鏡，2、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，3、Physic Instrument公司M105三維移動(dòng)臺(tái)，4、M105固定平臺(tái)，5、微吸管，6、微吸管夾持塊，7、熔融小球模塊，8、熔融小球模塊夾持塊，9、Anyty電子目鏡，10、液晶顯示器，11、導(dǎo)線，12、緊固螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明包括Motic光學(xué)顯微鏡1、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2、2個(gè)PhysicInstrument公司M105三維移動(dòng)臺(tái)3、M105固定平臺(tái)4、微吸管5、微吸管夾持塊6、熔融小球模塊7、熔融小球模塊夾持塊8、Anyty電子目鏡9、液晶顯示器10、若干根導(dǎo)線11、12枚緊固螺釘
12ο
[0025]如圖1、圖2所示，Motic光學(xué)顯微鏡1、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2和液晶顯示器10固定在工作平臺(tái)的合適位置上。M105固定平臺(tái)4通過緊固螺釘12固定在Motic光學(xué)顯微鏡I的底座上。兩個(gè)Physik Instrument公司M105三維移動(dòng)臺(tái)3通過緊固螺釘分別對(duì)稱固定在M105固定平臺(tái)4的兩端。熔融小球模塊夾持塊8通過緊固螺釘12固定在左M105三維移動(dòng)臺(tái)3上，熔融小球模塊7固定在熔融小球模塊夾持塊8上。微吸管夾持塊6通過緊固螺釘12固定在右M105三維移動(dòng)臺(tái)3上，微吸管5通過膠帶固定在微吸管夾持塊6上。兩根導(dǎo)線11分別連接30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2的正負(fù)極和熔融小球模塊7的兩極。Anyty電子目鏡9插入Motic光學(xué)顯微鏡I中其中一個(gè)目鏡鏡筒中，另一端通過USB連接口連接到液晶顯示器10上。該系統(tǒng)總放大倍數(shù)為250倍以上。
[0026]所述光學(xué)顯微鏡I為Motic公司SMZ-168型號(hào)光學(xué)體式顯微鏡，變倍范圍為0.75 X
?5 X ο
[0027]所述30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)為305DM四位顯示直流穩(wěn)壓電源，電流精度可達(dá)
0.1mA0
[0028]所述三維移動(dòng)平臺(tái)為Physik Instrument公司M105三維移動(dòng)臺(tái)，單軸行程18mm，精度可達(dá)0.Ιμπι。
[0029]所述電子目鏡9為Anyty DKMCOl電子目鏡，感光芯片為500萬真彩色CMOS，0.5倍縮小鏡。
[0030]本發(fā)明的工作原理如下:
[0031]將Motic光學(xué)顯微鏡I連接電源，把光線的強(qiáng)弱和角度調(diào)整到最佳。將30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2的插頭插入220V電源中，調(diào)整輸出電流至合適值。取下經(jīng)拉針儀拉斷處理后的微吸管毛坯放入微吸管夾持塊6中用膠帶固定，調(diào)整伸出長(zhǎng)度后進(jìn)行固定。同時(shí)調(diào)整左右兩臺(tái)M105三維移動(dòng)平臺(tái)3，使熔融小球和微吸管頭部緩慢接近而不接觸，至肉眼無法再分辨的時(shí)候打開液晶顯示器10，根據(jù)顯示器上的放大圖像繼續(xù)調(diào)整M105三維移動(dòng)平臺(tái)3將熔融小球和微吸管頭部之間的距離調(diào)整至100微米之內(nèi)。踩下腳踏開關(guān)連通電源對(duì)小球進(jìn)行加熱，液晶顯示器10顯示小球的形狀改變，待這種變化穩(wěn)定之后緩慢旋轉(zhuǎn)右M105三維移動(dòng)平臺(tái)Y軸進(jìn)給，將微吸管的頭部均勻插入熔融小球之中，看見液晶顯示器10中未插入熔融小球中的微吸管中部分發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象后立刻松開腳踏開關(guān)，斷開電流，旋轉(zhuǎn)右M105三維移動(dòng)平臺(tái)3Y軸向外拔出微吸管，微吸管會(huì)在毛細(xì)現(xiàn)象液柱最上端斷裂，斷裂口平整圓潤(rùn)。
[0032]微吸管插入熔融小球的深度和插入的次數(shù)取決于最終實(shí)驗(yàn)用的微吸管的直徑大小，若微吸管用來抓取直徑2μπι的粘連小球，則深度和次數(shù)均調(diào)整為較小值比較合適，若抓取直徑為6μπι的紅細(xì)胞，則深度和次數(shù)可調(diào)整為較大值。
[0033]加熱熔融小球利用電流流過電阻發(fā)熱的原理，加熱速度和效果和電阻絲大小和電流大小有關(guān)，經(jīng)過重復(fù)實(shí)驗(yàn)可以找到一個(gè)合適的電流大小區(qū)間，進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)的便捷性。
[0034]液晶顯示器10顯示的圖像不夠清晰而無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，調(diào)整Motic光學(xué)顯微鏡I物鏡和熔融小球之間的距離，將目標(biāo)放置在焦平面上。另外，調(diào)整畫面曝光度和白平衡，也能起到輔助作用。
[0035]本實(shí)驗(yàn)需注意在肉眼觀察微吸管和熔融小球靠近的過程中，必須保證兩者緩慢靠近而不接觸，避免破壞微吸管。實(shí)驗(yàn)時(shí)電流大小不宜過高，避免造成電阻絲通紅的狀況。一旦熔融小球的位置固定之后，后續(xù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)中每次只需要調(diào)整微吸管靠近熔融小球即可。
[0036]整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，切斷所有電源，顯微鏡套上保護(hù)罩進(jìn)行保存。
[0037]以上說明是對(duì)本發(fā)明一一一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)的詳細(xì)介紹，用于幫助理解本發(fā)明的方法及思想。在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:包括光學(xué)顯微鏡(I)、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)、兩個(gè)三維移動(dòng)臺(tái)(3)、固定平臺(tái)(4)、微吸管(5)、微吸管夾持塊(6)、熔融小球模塊(7)、熔融小球模塊夾持塊(8)、電子目鏡(9)、液晶顯示器(10)、導(dǎo)線(11)、緊固螺釘(12); 光學(xué)顯微鏡(1)、30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)和液晶顯示器(10)均固定于工作平臺(tái)上，固定平臺(tái)(4)通過緊固螺釘(12)固定在光學(xué)顯微鏡(I)的底座上，兩個(gè)三維移動(dòng)臺(tái)(3)通過緊固螺釘分別對(duì)稱固定在固定平臺(tái)(4)的兩端;熔融小球模塊夾持塊(8)通過緊固螺釘固定在左三維移動(dòng)臺(tái)上，熔融小球模塊(7)固定在熔融小球模塊夾持塊(8)上;微吸管夾持塊(6)通過緊固螺釘固定在右三維移動(dòng)臺(tái)上，微吸管(5)用膠帶固定在微吸管夾持塊(6)上;所述的微吸管的端部與熔融小球模塊相對(duì)，30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)的正負(fù)極通過導(dǎo)線(12)分別連接恪融小球模塊(7)的兩極;電子目鏡(9)插入光學(xué)顯微鏡(I)的一個(gè)目鏡鏡筒中，另一端通過USB連接口連接到液晶顯示器(1)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)的總放大倍數(shù)為光學(xué)顯微鏡的目鏡放大倍數(shù)乘以液晶顯示屏幕的像素放大倍數(shù)，所述的總放大倍數(shù)在250倍以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的光學(xué)顯微鏡和三維移動(dòng)臺(tái)的Z向移動(dòng)距離足夠大(最大為200mm)使得微吸管端部和熔融小球均能夠通過三維移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)處在光學(xué)顯微鏡的焦面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的三維移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)精度為0.1微米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的光學(xué)顯微鏡(I)為Motic公司SMZ-168型號(hào)光學(xué)體式顯微鏡，變倍范圍為0.75 X?5 X。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的30V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)為305DM四位顯示直流穩(wěn)壓電源，電流精度可達(dá)0.1mA。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的三維移動(dòng)臺(tái)為Physik Instrument公司M105三維移動(dòng)臺(tái)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)顯微鏡改造的微吸管處理系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子目鏡(9)為Any tyDKMCOl電子目鏡，感光芯片為500萬真彩色CMOS，0.5倍縮小鏡。
【文檔編號(hào)】G02B21/32GK105911686SQ201610462516
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】費(fèi)攀宇, 陳偉
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)