[发明专利]肌纤维实时变频调控微纳驱动平台

权利要求书

1.一种肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，包括中央处理模块、三个结构相同的实验槽模块、电机伺服平台模块、显微观测模块、数据处理模块与环境调控模块，其中，所述中央处理模块与所述三个实验槽模块、电机伺服平台模块、显微观测模块和数据处理模块相连；所述数据处理模块与所述显微观测模块相连；所述环境调控模块与所述三个实验槽模块分别相连；所述显微观测模块与所述三个实验槽模块分别相连。

2.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述中央处理模块与所述三个实验槽模块、电机伺服平台模块的信息传递是双向的，并单向接收所述显微观测模块的信息，单向输出信息给所述数据处理模块；所述三个实验槽模块单向输出信息给所述显微观测模块，所述显微观测模块单向输出信息给所述数据处理模块，所述环境调控模块与所述三个实验槽模块之间存在双向信息传递。

3.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述中央处理模块包括基于骨骼肌4M模型的控制模块与溶液温度控制模块；其中所述基于骨骼肌4M模型的控制模块包括力位并环控制模块与刺激变频发放模块。

4.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述实验槽模块包括微力传感器、脉冲刺激电极、温度传感器、任氏液循环接口以及肌纤维连接装置；其中所述肌纤维连接装置包括T型铝箔卡子与不锈钢钩子；所述脉冲刺激电极是铂盘电极，平行置于肌纤维两侧以引发其收缩；所述温度传感器是珀尔贴效应传感器，置于任氏液中以实时监控生理环境温度；搜书任氏液循环接口位于实验槽的槽壁上，用于连接蠕动泵的软管以使槽内溶液不断更新。

5.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述电机伺服平台模块包括音圈电机驱动模块、光栅位移传感模块与手动位置微调模块；其中，所述音圈电机驱动模块包括滑块导轨机构和音圈电机驱动，所述滑块导轨机构中的滑块与实验槽中的肌纤维连接装置相连；所述光栅位移传感模块包括光栅尺、读头以及编码器，用于实时反馈音圈电机驱动模块的位移、肌纤维的长度与收缩速度；所述手动位置微调模块最底端是具有z方向粗调功能的升降台，升降台上固定有带千分尺的y方向微调滑台，所述y方向微调滑台上再固定有带千分尺的x方向微调滑台。

6.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述显微观测模块包括倒置生物显微镜、高速摄影模块、LED照明模块与光电位置传感模块；其中，所述倒置生物显微镜带有三目镜筒；所述高速摄影模块用于获取肌纤维收缩的动态影像以及在二维实验中的中心标记物的运动过程；所述LED照明模块安装于所述倒置生物显微镜下方的物镜顶端；所述光电位置传感模块安装在所述倒置显微镜的三目镜筒上。

7.如权利要求6所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，在单自由度实验中，所述光电位置传感模块采用一维光电位置传感器，以反馈肌纤维上两个反光标记物之间的距离；在二维肌纤维运动控制实验中，所述光电位置传感模块采用二维光电位置传感器，以反馈中心反光标记物的位置/速度。

8.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述数据处理模块包括数据存储模块、图像处理模块与数据显示模块。

9.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，所述环境调控模块包括任氏液循环模块与任氏液加热模块；其中所述任氏液循环模块由溶液库与蠕动泵组成，所述任氏液加热模块集成在溶液库中。

10.如权利要求1所述的肌纤维实时变频调控微纳驱动平台，其特征在于，其中电机伺服平台模块、所述实验槽模块中的肌小节长度标记物只在单自由度实验中使用。