[发明专利]一种基于细胞朝向的定量去核方法

权利要求书

1.一种基于细胞朝向的定量去核方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过对细胞核抽取过程进行有限元建模，获得微针针管周围不同潜在细胞核位置处在细胞核抽取过程中完成去核所需胞质去除量的分布，并确定以较少胞质去除量完成去核的细胞核相对微针的位置范围；

所述较少胞质去除量为小于或等于胞质体积10%的胞质去除量；

所述去核所需胞质去除量通过以下公式，计算得到：

V=d_N*S

其中，V为去核操作所需的胞质去除量，d_N为细胞核中心越过微针斜口区域之前移动的距离，S为微针的斜口面积；

S2，在离线条件下，对荧光染色细胞核进行三维定位，并与在明场下确定的极体三维位置进行对比，获得细胞核相对于极体的三维分布范围；

对所述极体进行三维定位时，极体的深度由焦平面的高度确定，极体的水平位置由极体的轮廓中心确定，所述极体的轮廓由极体轮廓检测算法获得；对所述荧光染色细胞核进行三维定位时，细胞核的深度位置通过细胞核自动聚焦方法确定，聚焦过程中实时计算荧光场中细胞核轮廓面积，轮廓面积的极小值对应的深度位置即为细胞核的深度位置，细胞核的水平位置由聚焦时荧光下细胞核轮廓中心确定，细胞核相对极体的分布通过高次曲面拟合确定；

所述焦平面的高度由胞质轮廓区域的聚焦测度F的极大值确定，所述聚焦测度F计算公式如下：

其中，μ为胞质轮廓区域的平均灰度值，N为胞质轮廓区域的像素数量，I(x, y)为坐标(x, y)处像素的灰度值；

S3，利用几何关系计算得到胞质去除量较少时，极体在焦平面上的点位角θ，并将该焦平面上的极体点位作为细胞去核过程中细胞的朝向；

胞质去除量较少时，所述极体在焦平面上的点位角θ，通过以下公式计算得到：

其中，d为微针直径，R_C为胞质半径，d_NP为极体到细胞核分布中心的距离，R_E为细胞核相对极体三维分布区域的赤道半径，α_M为裕度角，所述裕度角α_M的范围为10°-15°；

S4，拨动细胞将极体转动到所述焦平面上设定点位，定量控制胞质去除量进行细胞去核。

2.根据权利要求1所述的基于细胞朝向的定量去核方法，其特征在于，步骤S4中，所述胞质去除量通过PID控制器根据设定胞质去除量和检测胞质去除量的差值，调节微针管内气压实现，所述设定胞质去除量小于或等于胞质体积V_C的10%，所述胞质体积，R_C为胞质半径；在去核过程中，微管内胞质去除量按照标定的微针内径与通过轮廓检测获得的管内胞质轮廓拟合外界梯形的顶边与底边长度和高度，按照圆台体积公式计算得到。