[发明专利]灌流显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及低温生物医学领域，特别涉及一种灌流显微镜。

背景技术

在低温生物医学领域，生命材料低温保存过程中的微生物材料损伤是其低温损伤的重要来源。微生物材料可以是细胞、细菌、病毒等一切微生物材料。在下述实施例中重点以细胞为例加以说明。

典型的低温保存过程主要包括：(1)低温保存前，低温保护剂的添加；(2)冷冻过程中，降温速率的程序化控制；(3)复温后、临床使用前，低温保护剂的去除。要减少低温损伤，进行低温保存过程的这三个重要步骤的优化设计，需要测定细胞的重要生物物理学参数：例如细胞等渗体积、细胞非渗透性体积、细胞膜对低温保护剂和水的渗透性参数及其活化能等。

通常采用灌流显微镜来观测细胞在不同温度下，当低温保护剂溶液组分或浓度发生变化时的体积响应，借助非线性拟合技术拟合出细胞膜对于低温保护剂和水的渗透性参数及其活化能，以及细胞的等渗体积和非渗透性体积等关键参数。在下述实施例中，如无特殊说明所涉及的溶液可为二元、三元或者多元溶液。

通常地，灌流显微镜主要包括载物台上的微灌流腔，用于控制微灌流腔内溶液处于低温状态的低温循环浴。一个为微灌流腔注入溶液的注入注射器和一个从微灌流腔内抽取溶液的抽取注射器。通过注入注射器与抽取注射器的配合使用，能够保持微灌流腔内溶液的动态平衡，从而保证微灌流腔内溶液压力的平衡。同时，灌流显微镜还包括一套用于观察微灌流腔内细胞变化的装置，通常地，该装置主要包括聚光镜、透光孔和物镜，光线在聚光镜的汇聚作用下得到加强，经透光孔射入微灌流腔，微灌流腔内细胞的变化情况经物镜放大后被观察到，即可进行数据记录。

然而，这种结构的灌流显微镜存在的问题是：

由于只有一个注入注射器和一个抽取注射器，便只能实现溶液从一种浓度到另外一种浓度的切换，也即只能测得细胞在这两种不同浓度溶液下的体积响应。想要测量细胞在另外一种溶液浓度下的体积响应，就需要更换一次注入注射器内溶液的浓度，为连续试验带来了很大的不便。

发明内容

本发明提供了一种灌流显微镜，技术方案如下：

包括观察装置、温度控制系统和设置有入口和出口的微灌流腔；以及至少两个注入速度分别控制的注入注射器，至少一个抽取注射器，注入注射器并联后，与微灌流腔的入口连接，抽取注射器与微灌流腔的出口连接。

优选地，注入注射器的注入速度和抽取注射器的抽取速度分别由不同的注射泵进行控制。

进一步地，还包括连接在注入注射器和微灌流腔的入口之间的微混合腔。

优选地，温度控制系统包括冷却模块、加热模块和温度传感器；通过温度传感器对微灌流腔的温度进行检测反馈，控制冷却模块和/或加热模块工作，进行温度控制。

优选地，温度传感器置于微灌流腔的部分腔壁中，加热模块置于温度传感器的相对侧的微灌流腔之上，冷却模块置于加热模块之上，微灌流腔、加热模块及冷却模块由保温材料包裹。

优选地，放置温度传感器的腔壁部分的材料为硅玻璃或聚二甲基硅氧烷或聚酰亚胺或聚甲基丙烯酸甲脂或聚对二甲苯或聚四氟乙烯，其他腔壁部分的材料为聚二甲基硅氧烷或硅玻璃或聚酰亚胺或聚甲基丙烯酸甲脂或聚对二甲苯或聚四氟乙烯。

进一步地，还包括在微灌流腔的内壁上间隔设置的第一档板和第二档板；第一挡板和第二档板将微灌流腔分隔为相互连通的第一缓冲腔、微生物材料腔和第二缓冲腔，微生物材料腔位于第一缓冲腔和第二缓冲腔之间，第一挡板和第二挡板阻挡微生物材料在微生物材料腔与第一缓冲腔和第二缓冲腔之间流动；入口位于第一缓冲腔上，出口位于第二缓冲腔上；微生物材料腔上设置有加载入口和卸载出口。

优选地，观察装置包括摄像头，微型计算机，以及位于微灌流腔一侧的聚光镜，透光孔，位于微灌流腔另一侧与聚光镜相对设置的物镜。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明的实施例中，在微灌流腔的入口端并联接入了两个注入注射器，其注入速度分别控制，这样，通过分别控制这两个注入注射器的注入速度，可以精确控制微灌流腔内溶液浓度的变化，实现溶液浓度由一种浓度到多种浓度的变化，从而可以测量细胞在周围溶液浓度变化过程中和变化后的体积响应。

进一步地，通过连接在注入注射器和微灌流腔入口之间的微混合腔，可以预先对溶液进行混合，使得进入微灌流腔的溶液浓度均匀一致，从而保证灌流过程中细胞周围溶液浓度均匀一致。