CN108366727A - 一种获取活体内乳房组织显微影像的视窗装置及利用其获取影像的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获取活体内乳房组织显微影像的视窗装置以及利用其获取影像的方法。根据本发明的一个实施例，提供一种视窗装置，是由中央形成开放窗口且具环形结构，上端设有盖玻片，下端放置乳房组织的第1腔室；中央形成开放窗口且与第1腔室结合并承托所述乳房组织的第2腔室；以及固定所述第1腔室和第2腔室，形成倾斜底座置放部，设有能保持所述盖玻片和共聚焦显微镜系统物镜的平行状态的倾斜底座的腔室支架组成的。根据本实施例，所具有的优势是在保持动物活体环境的同时，可长期地稳定获取活体内组织的细胞和分子水平的显微影像。

Description

一种获取活体内乳房组织显微影像的视窗装置及利用其获取 影像的方法
技术领域
本实用新型主张2015年8月31日公开的大韩民国专利公开第10-2015-0123212号的优先权利益，所述说明书的所有内容作为本实用新型的参考文献。
本发明关于一种获取活体内乳房组织显微影像的视窗装置及利用其获取影像的方法。
背景技术
利用荧光信号的激光扫描共聚焦显微镜用于观察细胞和分子水平的现象。
为了将不同于其他组织的位于皮下的乳房组织影像化需要切开皮肤，由此会引起水分蒸发和炎症，因此反复且长期的影像技术研究还是有限的。
由于这种限制，大部分传统的分子生物学方面的研究是摘取组织并固定后进行观察。
这种方式很难用于观察活着的动物体内的细胞运动或模样的变化，通过观察乳房组织的特征及其周边血管组织变化而进行的研究是一个难题。
如何帮助存活的动物保持生理环境并了解细胞和分子水平的结构及相互作用成为活体内乳房组织的显微影像研究的主要课题。
因此，切实需要一种可以观察活体乳房组织内乳管和血管中发生的分子生物学机制，又可以长期对同一细胞和组织进行反复拍摄的装置。
发明内容
为了解决上述既有的技术难题，本发明公开了一种获取活体内乳房组织显微影像的一种视窗装置及利用其获取影像的方法，能在保持活体体内环境的同时，又能稳定地长期地在不摘取乳房组织的情况下获取乳管和血管的细胞和分子水平的实时显微影像。
为了达到上述目的，根据本发明的一个实施例，作为一种获取活体内乳房组织显微影像的装置而提供的一种视窗装置，包括第1腔室，中央形成开放窗口且具有环形结构，上端设有盖玻片，下端放置乳房组织；第2腔室，中央形成开放窗口且与第1腔室结合，承托所述乳房组织；以及腔室支架，固定所述第1腔室和第2腔室，形成倾斜底座置放部，设有能保持所述盖玻片和共聚焦显微镜系统物镜的平行状态的倾斜底座。
根据本发明的一个实施例，作为一种获取活体内乳房组织显微影像的视窗装置，所提供的一种视窗装置，是由中央形成开放窗口且具有环形结构，上端设有盖玻片，下端放置乳房组织的第1腔室；中央形成开放窗口且与第1腔室结合并承托所述乳房组织的第2腔室；以及固定所述第1腔室和第2腔室，形成倾斜底座置放部，设有能保持所述盖玻片和共聚焦显微镜系统物镜的平行状态的倾斜底座的腔室支架组成的。
根据本发明的一个实施例，作为一种获取活体内乳房组织显微影像的视窗装置，所提供的一种视窗装置，基本是由中央形成开放窗口且具有环形结构，上端设有盖玻片，下端放置乳房组织的第1腔室；中央形成开放窗口且与第1腔室结合并承托所述乳房组织的第2腔室；以及固定所述第1腔室和第2腔室，形成倾斜底座置放部，设有能保持所述盖玻片和共聚焦显微镜系统物镜的平行状态的倾斜底座的腔室支架组成的。
所述第1腔室的外周面和所述第2腔室的外周面上可形成相互贯通的多个洞孔。
所述第1腔室和所述第2腔室可通过一个以上的螺栓或缝合线相互结合。
在所述腔室支架的一侧，对向部分形成具有阶梯状的第1突起部和第2突起部，所述第1腔室和第2腔室可固定在所述第1突起部和所述第2突起部之间。
所述第1突起部和所述第2突起部上可形成放置所述第1腔室的第1腔室置放部。
所述第1腔室所形成的外径小于所述第2腔室的外周面，所述第1腔室外径与所述第1腔室置放部上部的第1相对面的间距相对应，所述第1腔室可强行插入所述第1相对面进行结合。
所述第2腔室的外径可与所述第1腔室固定部下端的第2相对面的间距相对应。
根据本发明的另一个方面，提供一种获取影像的方法，即使用共聚焦显微镜系统以及包括第1腔室、第2腔室和用来固定相互结合的第1腔室和第2腔室的倾斜底座置放部的腔室支架的一种视窗装置来获取影像的方法，包括使用所述视窗装置的放置于所述倾斜底座置放部上的倾斜底座来调节视窗装置角度的步骤；用具有多个波长的激光束通过所述第1腔室和所述第2腔室上形成的开放窗口照射乳房组织的步骤-所述第1腔室的上端设有盖玻片，乳房组织放置于所述第1腔室和所述第2腔室之间-；以及检测所述乳房组织所接收荧光信号的步骤，通过调节所述倾斜底座的角度，在所述盖玻片和所述共聚焦显微镜系统的物镜获取图像的过程中保持平行状态。
根据本发明的另一方面，提供一种获取影像的方法，即使用共聚焦显微镜系统以及包括第1腔室、第2腔室和用来固定相互结合的第1腔室和第2腔室的倾斜底座置放部的腔室支架的一种视窗装置来获取影像的方法，是由使用所述视窗装置的所述倾斜底座置放部上放置的倾斜底座调节视窗装置角度的步骤；用具有多个波长的激光束通过所述第1腔室和所述第2腔室上形成的开放窗口照射乳房组织的步骤-所述第1腔室的上端设有盖玻片，乳房组织放置于所述第1腔室和所述第2腔室之间-；以及检测所述乳房组织所接收荧光信号的步骤组成的，通过调节所述倾斜底座的角度，在所述盖玻片和所述共聚焦显微镜系统的物镜获取图像的过程中保持平行状态。
根据本发明的另一方面，提供一种获取影像的方法，即使用共聚焦显微镜系统以及包括第1腔室、第2腔室和用来固定相互结合的第1腔室和第2腔室的倾斜底座置放部的腔室支架的一种视窗装置来获取影像的方法，基本上是由使用所述视窗装置的所述倾斜底座置放部上放置的倾斜底座调节视窗装置角度的步骤；用具有多个波长的激光束通过所述第1腔室和所述第2腔室上形成的开放窗口照射乳房组织的步骤-所述第1腔室的上端设有盖玻片，乳房组织放置于所述第1腔室和所述第2腔室之间-；以及检测所述乳房组织所接收荧光信号的步骤组成的，通过调节所述倾斜底座的角度，在所述盖玻片和所述共聚焦显微镜系统的物镜获取图像的过程中保持平行状态。
本发明的术语‘包括～(comrising)’在使用时具有与‘含有’或‘以…为特征’的术语相同，并不排除装置组成物或方法中未提及的附加的装置要素、成分要素或方法步骤等。术语‘是由～组成(consisting)’不包括没有另外记载的附加要素、步骤或成分等。术语‘基本上是由～组成(essentially consisting of)’是指除了在装置组成物或方法的范围内所记载的装置要素、成分要素或步骤之外，还包括事实上不影响其他基本特性的装置要素、成分要素或步骤等。
本发明所具有的优势是，在插入乳房组织后，利用具有开放窗口的2个腔室以及固定2个腔室的具有放置倾斜底座的置放部的腔室支架，可在活体动物放在显微镜观察部时，保持开放窗口和物镜的平行状态，从而稳定获取影像。
附图说明
图1是本发明一个较佳的实施例涉及的视窗装置的示意图。
图2是本实施例涉及的一种视窗装置的侧剖面图的示意图。
图3是本实施例涉及的一种视窗装置的使用状态的示意图。
图4是本实施例涉及的共聚焦显微镜系统组成的示意图。
图5是使用本实施例涉及的一种视窗装置和共聚焦显微镜系统对Actin-GFP转基因鼠进行影像化的乳管细胞和结构的示意图。
图6是使用本实施例涉及的一种视窗装置和共聚焦显微镜系统以细胞水平观察乳管形成过程的示意图。
图7是将乳房癌细胞MDA-MB-231-GFP Cell植入乳房组织并培养后，每隔30分钟所观察到的细胞运动的示意图。
图8是使用本实施例涉及的一种视窗装置和共聚焦显微镜对癌细胞周围形成血管进行观察的示意图。
具体实施方式
基于对本发明可进行各种变化并可有多个实施例，在附图中对特定的实施例进行了列举并详细说明。
但是，这并不意味着本发明仅限于特定的实施例，而应理解为本发明包括发明的思想和技术范围之内的所有变化、等同物及替代物。在对每个附图进行说明时，将相似的参考符号使用于相似的结构要素。
以下将参照附图对本发明所涉及的实施例进行详细说明。
图1是本发明一个最佳实施例涉及的一种视窗装置的示意图，图2是本实施例涉及的一种视窗装置侧剖面图的示意图，图3是本实施例涉及的一种视窗装置使用状态的示意图。
正如图1至图3所示，本实施例涉及的一种视窗装置可包括第1腔室100、第2腔室102以及腔室支架104。
第1腔室100和第2腔室102具有环形结构，中央形成开放窗口110。
这里，第1腔室100设置在与共聚焦显微镜系统的物镜140相邻的一侧，第1腔室100上形成放置盖玻片114的盖玻片置放部116。
另外，第1腔室100和第2腔室102的外侧分别形成相互贯通的多个洞孔112、122。
根据本发明的一个最佳实施例，为了观察动物的乳房组织，如图3所示，切开动物乳房一侧的皮肤，将切开的乳房组织放在第1腔室100和第2腔室102之间。
通过第1腔室100和第2腔室102的开放窗110可以观察到位于第1腔室100和第2腔室102之间的组织。
第1腔室100和第2腔室102可通过多个螺栓130和螺母132以及缝合线(未图示)相互结合。
根据本实施例，提供了一种腔室支架104,用来固定第1腔室100和第2腔室102，并保持放置于第1腔室100上的盖玻片114和物镜的平行状态。
腔室支架104包括放置倾斜底座的倾斜底座置放部152以及从倾斜底座置放部152的一侧延伸的两个第1突起部154-1和第2突起部154-2。
倾斜底座置放部152上形成多个紧固孔156，多个紧固孔156中至少有一部分与倾斜底座结合。
第1突起部154-1和第2突起部154-2相互平行延伸并呈阶梯状。
最理想的是，第1突起部154-1和第2突起部154-2相向的位置上形成第1腔室置放部158。
根据本实施例，第1腔室100的外径大于第2腔室102的外围面。
另外，第1腔室100的外径与第1突起部154-1和第2突起部154-2的第1相对面155之间的间距d1相应。
第2腔室102的外径与第1突起部154-1和第2突起部154-2的第2相对面157之间的间距d2相应。
因此，第1腔室100和第2腔室102被强行嵌入第1相对面155和第2相对面157。
如上所述，相互结合的第1腔室100和第2腔室102被固定在腔室支架上，通过放置于倾斜底座置放部152上的倾斜底座调节视窗装置的角度。
根据本实施例，倾斜底座(未图示)可以是运动学(kinematic)倾斜底座。
通过运动学倾斜底座调节视窗装置的角度，保持设置于第1腔室100上的盖玻片114和物镜的平行状态并固定，可稳定地长期获取同一部位的影像。
图4是本实施例涉及的共聚焦显微镜系统组成的示意图。
本实施例涉及的一种获取影像的过程如下：
(1)调节视窗装置的角度
使用放置于视窗装置的倾斜底座置放部152上的倾斜底座调节视窗装置的角度。
(2)激光束照射
如图4所示，具有多种波长的激光束通过视窗装置上形成的开放窗口100照射乳房内的组织。
(3)荧光信号检测
通过检测器检测乳房组织上接受的荧光信号。
参照图4，本实施例涉及的共聚焦显微镜系统包括可见光波段的405nm、488nm、561nm和640nm等4种波长激光光源(400-1至400-4)，多边形旋转镜(polygonal rotationmirror,402)和检流计反射镜(galvanometer mirror,404)，通过这些组成形成XY光栅扫描图案。
共聚焦显微镜系统可包括多张中性滤光片ND(Neutral Density filter)、镜子(M)和分色光束分离器(Dichroic Beam Splitter,DBS)以及用于检测乳房组织上所接收荧光信号的梁通滤波器BPF(Beam Pass Filter)和光电倍增管(photomultiplier tube:PMT)。
通过本发明所制作的视窗装置，使用共聚焦影像显微镜实现动物实体模型乳房组织的影像化。
设计了一个光学系统，在使用40倍物镜(LUCPlanFL，NAO.6；Olympus)时，可具有焦点为250×250μm2的观测视野，可在各个波长下用设置的光电增倍管和图像采集卡FrameGrabber(Matrox,SOLIOS)探知并处理荧光信号后，以每秒30张的速度获取可在Z轴上划分的具有细胞水平分辨率的二维图像。
图5是使用本实施例涉及的视窗装置和共聚焦显微镜系统对Actin-GFP转基因鼠影像化后的乳管细胞和结构的示意图。
如图5所示，确认可以观察到乳管结构的肺泡上皮细胞alveolar epithelialcell和导管上皮细胞ductal epithelial cell。
图6是使用本实施例涉及的视窗装置和共聚焦显微镜系统以细胞水平观察乳管形成过程的示意图。
图7是将乳房癌细胞MDA-MB-231-GFP Cell植入乳房组织并培养后，每隔30分钟所观察到的细胞运动的示意图。
如图6至图7所示，使用本实施例涉及的视窗装置可保持随着动物呼吸和循环而进行的运动，保持视窗装置和物镜的平行状态，以细胞水平观察癌细胞模样的变化。
图8是使用本实施例涉及的视窗装置和共聚焦显微镜观察癌细胞周围形成的血管的示意图。
参考图8，通过荧光物质染色CD31抗体，可以发现癌细胞周边形成的用于代谢的密密麻麻的血管。
如上所述，对本发明中的具体构成要素等特定事项依据有限的实施例和附图进行了说明，这只是为了有助于对本发明的整体理解，但本发明并不仅限于所述的实施例，拥有本发明所述领域常规知识者可凭借这些记载进行各种修改和改变。因此，本发明的事项并不局限于所说明的实施例，除了后附的专利请求范围，与此专利请求范围同等或等值变形的所有内容都属于本发明事项的范畴。

Claims (8)

1.一种获取活体内乳房组织显微影像的装置，其特征在于，提供一种视窗装置，
包括第1腔室，中央形成开放窗口且具有环形结构，上端设有盖玻片，下端放置乳房组织；
第2腔室，中央形成开放窗口且与第1腔室结合并承托所述乳房组织；以及
腔室支架，固定所述第1腔室和第2腔室，形成倾斜底座置放部，设有保持所述盖玻片和共聚焦显微镜系统物镜的平行状态的倾斜底座。
2.根据权利要求1所述的获取活体内乳房组织显微影像的装置，一种视窗装置，其特征在于，所述第1腔室的外周面和所述第2腔室的外周面上形成相互贯通的多个洞孔。
3.根据权利要求2所述的获取活体内乳房组织显微影像的装置，其特征在于，所述第1腔室和所述第2腔室可通过一个以上的螺栓或缝合线相互结合。
4.根据权利要求1所述的获取活体内乳房组织显微影像的装置，其特征在于，在所述腔室支架的一侧，相向部分形成呈阶梯状的第1突起部和第2突起部，
所述第1腔室和第2腔室可固定在所述第1突起部和所述第2突起部之间。
5.根据权利要求4所述的获取活体内乳房组织显微影像的装置，其特征在于，所述第1突起部和所述第2突起部上可形成放置所述第1腔室的第1腔室置放部。
6.根据权利要求5所述的获取活体内乳房组织显微影像的装置，其特征在于，所述第1腔室的外径小于(应该是大于，英文版同样指出错误)所述第2腔室的外周面，所述第1腔室外径与所述第1腔室置放部的上部的第1相对面的间距相对应，所述第1腔室可强行嵌入所述第1相对面而结合。
7.根据权利要求5所述的获取活体内乳房组织显微影像的装置，其特征在于，所述第2腔室的外径可与所述第1腔室置放部下端的第2相对面的间距相对应。
8.一种获取影像的方法，其特征在于，
使用共聚焦显微镜系统以及包括第1腔室、第2腔室和使第1腔室和第2腔室固定并相互结合的形成倾斜底座置放部的腔室支架的视窗装置获取影像的方法，包括：
使用所述视窗装置的放置于所述倾斜底座置放部上的倾斜底座调节视窗装置角度的步骤；
用具有多个波长的激光束通过所述第1腔室和所述第2腔室上形成的开放窗口照射乳房组织的步骤-所述第1腔室的上端设有盖玻片，乳房组织放置于所述第1腔室和所述第2腔室之间-；以及
检测所述乳房组织所接收荧光信号的步骤，
通过调节所述倾斜底座的角度，在所述盖玻片和所述共聚焦显微镜系统的物镜获取图像的过程中保持平行状态。
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