[发明专利]显微线阵扫描器在测定活生物体的变化率上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及显微扫描器在生物学上的应用。确切地说,本发明涉及用显微扫描器来测定活生物体的变化率并最大限度地降低扫描过程对活生物体的光干扰的方法。

背景技术

CCD阵列传感器是常用的电子元件。它有两种类型：线性阵列和区域阵列。区域阵列传感器多被用在数字照相机中，而线性阵列传感器则被用在扫描机中。目前线性阵列传感器在生物应用上的研发远远落后于区域阵列传感器的应用水平。

举例来说，Aperio公司（位于美国加州维斯塔市，美国专利7,457,446），利用显微镜上的线阵传感器来为病理学家们制作临床与教学上用的虚拟显微图像。为了将线阵扫描数据组成一幅完整的虚拟显微图像，病理组织标本必须经受反复的来回的一行行的扫描。每行之间必须重迭。扫描的结果必须经由计算机程序处理后才能形成一幅巨大的电子虚拟图像。不幸的是，Aperio公司的技术只能用于死的病理切片而不能用于活生物体。另外，Aperio公司的超大型图像依靠强大的计算机处理能力从而使计算机成为瓶颈。

Palcic等人在美国专利4700248中提出一种大面积扫描的方法来寻找低密度生长状态下的活体细胞。Palcic等人没有领悟到的是，在大面积扫描过程中，扫描器的光源。如高强度紫外光束，正在杀死他们的活体细胞。由此产生的结果是，自从1984年专利申请以来，他们所提出的方法一直不被接受。

延时电影在生物科研领域是一种已知的有效方法。延时电影的制作是对培养器皿中的一个活体细胞在不同的时间点上进行反复的延时显微照相,然后将所有照片快速回放,从而了解这段时间里这个活体细胞的变化。延时电影在科学上是有意义的，但是它的应用只限于少数的豪华用户而不能成为大众日常工作中负担得起的工具。延时电影需要一整套昂贵的系统,包括高档全自动显微镜，显微平台培养装置，摄像装置，计算机及特殊的操控程序。为了拍摄一个细胞，这一整套系统就必须被占用很长的一段时间，使得其他使用者无法工作。再者，一个未解的统计学上的疑问是：在延时电影中所用的单个细胞能代表整个细胞群体吗？

由于负担不起延时电影的费用，目前绝大多数细胞培养研究人员仍然是只能从已被固定的死细胞中去收集数据，活体细胞在培养过程中的宝贵信息被浪费了。

科研中有两大类问题,定性问题和定量问题。对定性问题可以用是或不是来回答，而绝大多数科研问题是定量问题，其回答方式必须是精确的百分比或变化率。但是由于技术上的困难，目前绝大多数的科研定量问题没有办法用有效的定量工具来回答。

发明内容

本发明的目的是建立可行的生物学定量测试方法。经由综合学科知识的研发，使得本发明能做到在科学上意义重大，在实际中行得通，在价格上负担得起。本发明可使低挡手动显微镜具有测定活生物体的变化率的功能，从而将延时电影从豪华专品转化为日常工具。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

用由计算机程序控制的显微自动扫描系统对培养器皿中活生物体中的一部分个体进行扫描取样的方法, 由如下步骤组成：

1.1.提供上述显微自动扫描系统并使之与上述培养器皿相匹配,

1.2.预设上述计算机程序对上述培养器皿沿一系列XY坐标进行不重迭的单线扫描取样以求降低扫描对上述活生物体的光干扰,

1.3.第一次执行上述预设的计算机程序并收集到上述一部分个体在第一时间的图像A,

1.4.等待一段时间让上述活生物体在培养中发生变化，

1.5.第二次执行上述预设的计算机程序并收集到上述一部分个体在第二时间的图像B。

沿多组XY坐标在手动型显微镜下对培养器皿中的活生物体进行可快速回访的显微照象的方法，由如下步骤组成：

2.1.提供一套机械系统，该机械系统包括：

2.1.1.一个锁栓装置可与上述手动型显微镜结合并绕过其原有的可动部件,

2.1.2.一个移位装置确立上述多组XY坐标位置并使之可快速回访,

2.1.3.一个报告装置与上述移位装置联动并显示出其移位的顺序,

2.1.4.一个接口装置可与上述培养器皿匹配并提供上述显微照象的光通路,

2.2.将上述机械系统与上述手动型显微镜相结合, 使上述手动型显微镜具有对上述活生物体在两个时间点上沿上述多组XY坐标进行快速回访拍照的功能。

在以上方法中，所述的移位装置做圆周运动。

用具备图像传感器的显微装置来对培养器皿中的活生物体的一部分个体进行变化率测量的方法，由如下步骤组成：