CN208300721U - 一种微小模式生物实时成像及高速分选系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，照明系统对微小模式生物进行照明后，经过成像识别系统对微小模式生物进行成像并识别区分，最后由筛选系统利用流动液体将微小模式生物滴入到多孔盘里。采用本实用新型可以对微小模式生物进行快速成像，并进行实时图像处理，根据形态学操作，最终可对微小模式生物进行快速筛选。

Description

一种微小模式生物实时成像及高速分选系统

技术领域

本实用新型涉及分选系统，具体涉及一种微小模式生物实时成像及高速分选系统。

背景技术

目前以斑马鱼为代表的微小模式动物在发育生物学、免疫学、神经生物学以及药物筛选中发挥着越来越重要的作用。但是目前对微小型模式动物的分拣筛选仍然通过局部影像和手工操作为主，其工作量大但数据采集效率低下，无法实现大规模实时分析，无法有效发挥微小模式动物的自身优势，更无法适应中大规模遗传/药物筛选需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题在于提供一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，利用光学系统对微小模式生物胚胎先进行高速成像，再进行实时图像识别，由形态学操作得出的结果，对微小模式生物的死或活，是否注射药物分别进行筛选。

为解决上述问题，本实用新型提供一种一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，包括：照明系统、成像识别系统、筛选系统，其特征在于：照明系统，其利用光片对微小模式生物进行照亮；成像识别系统，其对照亮后的流动中的微小模式生物进行实时成像并识别区分；筛选系统，其利用液流系统将微小模式生物滴入多孔盘中，实现微小模式生物的筛选。

作为本实用新型的进一步改进，所述照明系统包括：光源、第一准直透镜、柱面镜、第二准直透镜、物镜，光源，提供照明光束；第一准直透镜，将光源发出的光束进行准直；柱面镜，将第一准直透镜准直后的光束形成柱面光，对微小模式生物进行成像；第二准直透镜，将柱面镜射出的光束进行再次准直；第一物镜，对第二准直透镜射出的光束进行聚焦。

作为本实用新型的更进一步改进，所述成像识别系统包括：微量注射泵、毛细管、成像物镜、透镜、线阵CCD、电脑；微量注射泵，微量注射泵和毛细管相连，为含有微小模式生物的液体提供输送力；毛细管，传输带有微小模式生物的液体；第二物镜，供透过毛细管的光束穿过；第三准直透镜，将第二物镜射出的光束进行准直；线阵CCD，对微小模式生物进行实时成像，并将所成的像导入电脑；电脑，根据形态学算法对微小模式生物进行识别。

作为本实用新型的又进一步改进，所述筛选系统包括：位移台、锥形喷嘴、多孔盘，位移台，由电脑生成指令来控制位移台在空间X、Y、Z轴上移动，位移台带动毛细管移动；锥形喷嘴，设置在毛细管的底部并对准多孔盘；多孔盘，具备若干独立的容纳空间供容纳带有微小模式生物。

作为本实用新型的又进一步改进，所述微小模式生物为斑马鱼。

作为本实用新型的又进一步改进，所述柱面镜f＝10mm。

作为本实用新型的又进一步改进，所述光源为单晶LED。

作为本实用新型的又进一步改进，所述第一准直透镜f＝100mm，第二准直透镜f＝200mm，第三准直透镜f＝200mm。

作为本实用新型的又进一步改进，所述第一物镜、第二物镜均为10×物镜。

作为本实用新型的又进一步改进，所述毛细管下端由夹扣固定在位移台上。

本实用新型所采用的技术方案是；为达到的10um分辨率的目标设计出光路，光学系统对斑马鱼样品进行二维成像，随后对所成的像进行形态学操作，位移台根据形态学操作结果指令来进行移动，将不同种类的斑马鱼分选到多孔盘中。

采用上述技术方案的有益效果是：

本实用新型是流式系统，当样品伴随着液流流过成像毛细管，另一边用线阵CCD对样品进行实时成像；本实用新型中用的采集图像的相机是线阵CCD，可以实现高速成像。

照明部分利用了柱面镜，可形成光片，利用光片来对样品进行照明，照明时间较短，因此对样品造成的光损伤较小。

可以对斑马鱼等微小模式生物进行快速成像，并进行实时图像处理，根据形态学操作，最终可对斑马鱼进行快速筛选。

一方面可以对斑马鱼从胚胎发育进行观察，分选出不同形态的斑马鱼，分别进行培育。另一方面可以对活体斑马鱼幼体进行筛选，将筛选出的活体斑马鱼幼体再进行是否注射某药物进行判断。

分选的速度可以达到每秒分选一个动物个体，达到快速分选的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式中多孔盘的俯视图；

图3是本实用新型一种实施方式的获取ROI区域算法流程图；

图4是本实用新型一种实施方式的形态学操作算法流程图。

1-单晶LED；2-第一准直透镜；3-柱面镜；4-第二准直透镜；5-第一10×物镜；6-微量注射泵；7-毛细管；8-第二10×物镜；9-第三准直透镜；10-线阵CCD；11-电脑；12-位移台；13-夹扣；14-喷嘴；15-多孔盘。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：

为了达到本实用新型的目的，图1示出了本实用新型一种实施方式。

一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，结构如图1所示，第一部分是照明系统，包括单晶LED 1，单晶LED 1发出的光照射在f＝100mm的第一准直透镜2上，第一准直透镜2起到准直光路的作用，出射的光照在f＝10mm的柱面镜3，柱面镜3可形成柱面光并对斑马鱼进行断层成像，之后出射的柱面光照在f＝200mm的第二准直透镜4上，第二准直透镜4也起到准直光路作用，之后出射的光进入第一10×物镜5进行光束聚焦。

第二部分是成像识别系统，光束打在管径3mm的毛细管7上，毛细管7中有斑马鱼和液流流过。透过毛细管7的光束通过一个第二10×物镜8，随后光束照在f＝200mm的第三准直透镜9上，最后由高分辨率线阵CCD10对斑马鱼幼体进行成像，将所成的像导入电脑11系统中，根据形态学算法对斑马鱼幼体进行识别，并生成指令来控制位移台12的移动。

第三部分是筛选系统，将斑马鱼幼体和液体装入微量注射泵6，微量注射泵6和毛细管7相连，用夹扣13将毛细管夹持在位移台12上，在毛细管7底部插入锥形喷嘴14，斑马鱼幼体和液体可以经过位移台12在空间X、Y、Z轴移动后由喷嘴14流入位于位移台12上的多孔盘15中，实现对斑马鱼幼体的快速分选。

其中照明系统中的照明部分柱面镜3可以形成柱面光，对斑马鱼幼体进行光学层切，然后经过第二部分的成像识别系统进行快速成像。第三部分液流系统所连接的位移台12可以由安装控制卡的电脑11的指令来进行X、Y、Z轴上的移动，从而将毛细管7中的斑马鱼幼体准确的滴入多孔盘15中。

图2是寻找ROI区域的算法流程图，先找出ROI区域，再用图3中形态学操作流程对斑马鱼幼体进行筛选。将相关算法嵌入到控制卡里面，从而可以控制位移台的移动，进行斑马鱼幼体的筛选。

采用上述技术方案的有益效果是：

本实用新型是流式系统，当样品伴随着液流流过成像毛细管，另一边用线阵CCD对样品进行实时成像；本实用新型中用的采集图像的相机是线阵CCD，可以实现高速成像。

照明部分利用了柱面镜，可形成光片，利用光片来对样品进行照明，照明时间较短，因此对样品造成的光损伤较小。

可以对斑马鱼等微小模式生物进行快速成像，并进行实时图像处理，根据形态学操作，最终可对斑马鱼进行快速筛选。

一方面可以对斑马鱼从胚胎发育进行观察，分选出不同形态的斑马鱼，分别进行培育。另一方面可以对活体斑马鱼幼体进行筛选，将筛选出的活体斑马鱼幼体再进行是否注射某药物进行判断。

分选的速度可以达到每秒分选一个动物个体，达到快速分选的目的。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，包括：

照明系统、成像识别系统、筛选系统，

其特征在于：

照明系统，其利用光片对微小模式生物进行照亮；

成像识别系统，其对照亮后的流动中的微小模式生物进行实时成像；

筛选系统，其利用液流系统将微小模式生物滴入多孔盘中，实现微小模式生物的筛选；

所述照明系统包括：

光源、第一准直透镜、柱面镜、第二准直透镜、物镜，

光源，提供照明光束；

第一准直透镜，将光源发出的光束进行准直；

柱面镜，将第一准直透镜准直后的光束形成柱面光，对微小模式生物进行成像；

第二准直透镜，将柱面镜射出的光束进行再次准直；

第一物镜，对第二准直透镜射出的光束进行聚焦。

2.根据权利要求1所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述成像识别系统包括：

微量注射泵、毛细管、成像物镜、透镜、线阵CCD；

微量注射泵，微量注射泵和毛细管相连，为含有微小模式生物的液体提供输送力；

毛细管，传输带有微小模式生物的液体；

第二物镜，供透过毛细管的光束穿过；

第三准直透镜，将第二物镜射出的光束进行准直；

线阵CCD，对微小模式生物进行实时成像。

3.根据权利要求2所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述筛选系统包括：

位移台、锥形喷嘴、多孔盘，

位移台，在空间X、Y、Z轴上移动，位移台带动毛细管移动；

锥形喷嘴，设置在毛细管的底部并对准多孔盘；

多孔盘，具备若干独立的容纳空间供容纳带有微小模式生物。

4.根据权利要求1所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于，所述微小模式生物为斑马鱼。

5.根据权利要求1所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述柱面镜f＝10mm。

6.根据权利要求1所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述光源为单晶LED。

7.根据权利要求2所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述第一准直透镜f＝100mm，第二准直透镜f＝200mm，第三准直透镜f＝200mm。

8.根据权利要求2所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述第一物镜、第二物镜均为10×物镜。

9.根据权利要求3所述的一种微小模式生物实时成像及高速分选系统，其特征在于：所述毛细管下端由夹扣固定在位移台上。