[发明专利]芯片固定装置

说明书

本发明提供了一种芯片固定装置，包括：固定本体，具有相互扣合的第一板体和第二板体，所述第一板体上开设有可供光源射入的第一窗口，所述第二板体上开设有可供采集成像的第二窗口，所述第一窗口和所述第二窗口相对设置；用于夹设待测样品的夹持结构，位于所述第二窗口内，所述夹持结构与所述待测样品的夹紧位置，相对所述待测样品的中心呈对称设置。本发明的芯片固定装置，能解决待测样品水平偏移和竖直偏移的技术问题。

技术领域

本发明涉及芯片技术领域，尤其涉及一种芯片固定装置。

背景技术

对大量单个细菌细胞进行长时间的跟踪观测已经成为细菌生理研究的重要手段。单细胞延时显微成像技术是为数不多的能够实现上述目标的技术之一。此技术的核心部分包括：a)利用高倍油镜(通常为数值孔径在1.5以上的100倍浸油物镜)成像；b)利用延时拍摄系统(即每间隔一个固定时长对样品进行一次拍摄)采集样品图像数据；c)利用高精度电动位移平台实现多点循环采样；d)利用自动对焦系统锁定样品焦距，防止丢焦导致的成像模糊；e)利用微流控芯片为细胞提供适宜的生长条件，其中包括持续供给的新鲜培养基和恒定的环境温度(通常为37℃)。

目前，一些高端的科研级商用显微镜在提供高倍油镜的同时，已经集成了延时拍摄系统、高精度电动位移平台、自动对焦系统。此外，一些商用的温控装置可以集成到特定型号的显微镜上，以控制细胞样品周围的温度到设定值。针对营养供给，一些微流控装置能够通过灌流的方式为细胞持续提供新鲜的培养基。由于上述几种技术的发展，单个细菌细胞的长时间跟踪观测已经变得相当方便。但目前已有的技术手段也面临着两个严峻的问题：其一是自动对焦系统失灵，其二是采样视野的偏移。自动对焦系统失灵主要是由于样品在Z轴方向产生了位移，且位移量超出了自动对焦系统的校准范围。即使位移量没有超出校准范围，也会导致自动对焦时间延长，极大降低对焦速率。采样视野偏移主要是由于样品在X、Y轴方向产生了位移，当位移量超过细胞图像识别软件的适应范围，后续的图像数据分析便会出错，甚至会导致图像无法被分析的严重后果。导致上述两个问题的根本原因在于，在高倍成像时微流控芯片需使用厚度为0.17mm的载玻片作为基底，此厚度的载玻片容易形变，且难以牢靠地固定在电动位移台上。导致玻片形变和位移的主要因素还包括但不限于以下几点：a)温度波动导致的物体热胀冷缩；b)多位点循环采样时电动位移台的高速移动；c)处于玻片与物镜之间的镜油的张力变化；d)显微镜运行时的自带机械振动以及外界的扰动。

现有的解决上述问题的技术方案包括以下几个方面。第一，为了避免温度波动对图像采集产生影响，往往将延时显微成像系统放置在一个封闭的恒温室内，实验前将显微成像系统预热几小时，使系统温度与室温相同，并且在实验过程中禁止操作人员进出恒温室，以保证室内温度的稳定，这种做法也能最大化的减少环境中机械振动带给系统的干扰；第二，为了减小电动位移台高速移动和物镜镜油张力变化对图像采集稳定性的影响，通常会调低电动位移台的移动速度，在多位点采样的实验中，会限制采样点的数量，同时尽量使选取的采样点集中在一个较小的区域内，避免大范围远距离位点的采样。

除了上述提到的技术方案能够在一定程度上避免单细胞延时显微成像技术的问题，目前还没有专门针对防止样品丢焦和水平偏移的装置问世，这在一定程度上限制了单细胞延时显微成像技术应用范围。例如，多数没有条件设置恒温室的实验室只能开展常温培养微生物的单细胞延时显微成像实验，用于避免温度波动导致的样品丢焦问题。或者使用较低倍数的物镜，以牺牲分辨率和成像质量的妥协式方案开展单细胞相关研究工作。

因此，现有技术存在以下缺陷：

A)恒温室技术方案：空间和运行成本高，到达预设温度需要较长的等待时间，长期高温运行对仪器有较大影响，会增加仪器故障率、缩短仪器使用寿命；

B)调低电动位移台的移动速度，限制采样点数量和采样点范围：单次实验的通量降低，整体实验成本增加，时间成本增加，难以满足单细胞实验对大数据量的需求；