[发明专利]细胞融合的光电传感器的制作方法及其成像系统的工作方法

权利要求书

1.一种细胞融合的光电传感器的制作方法，其特征在于，包括：将莱茵衣藻细胞眼点(Eye spot)处提取的视紫红质通道蛋白(ChR2)转染到人胚肾293(Hek293，Humanembryonic kidney)细胞内；观测ChR2质粒在细胞中的表达，并用膜片钳技术在光刺激进一步验证细胞表达结果；以表达了ChR2的Hek293细胞为光电传感器的敏感材料，其将器件吸收的光信号转换成离子电流，并以膜片钳技术为该光电传感器的信号采集和处理单元；将该细胞与膜片钳检测设备相结合构成细胞融合光电传感器。

2.如权利要求1所述的细胞融合的光电传感器的制作方法，其特征在于，该人胚肾293(Hek293，Human embryonic kidney)细胞具体构建过程是：1)使用带有聚合酶(pfu，Promega)的校对聚合酶(带有BamHI和HindIII限制性酶切位点的引物)，通过PCR从全长cDNA模板(GenBank号：AF461397)获得全长chop2-315和C末端截短的chop2突变，并将其制成ChR2质粒；2)将Hek293细胞培养在9.6cm²的培养皿中，其中含有10％胎牛血清和1％双抗的高糖DMEM培养基，并将培养皿放置在37℃、含5％浓度的CO₂的培养箱中，待细胞长满培养皿的1/2时备用；3)利用转染试剂(Lipofectamine 2000，Sigma)将ChR2质粒转染到Hek293细胞中，并放置在细胞培养箱中培养24小时；4)在培养皿中加入1uM的顺式视黄醛(all-trans retinal，Sigma)，并在培养箱中孵育2小时。

3.如权利要求1所述的细胞融合的光电传感器的制作方法，其特征在于，通过荧光显微镜观测ChR2质粒在细胞中的表达。

4.一种基于细胞融合的光电传感器的成像系统的工作方法，其特征在于，光透过目标图像后，经过第一透镜汇聚到光空间调制器DMD上，通过随机二值图像控制DMD中相应的每一个微镜的翻转以控制反射到第二透镜上面的光强，并汇聚于权利要求1到3任一项制作方法制作的生物融合的光电传感器，同时用膜片钳检测细胞的光响应信号；最后，利用膜片钳检测的信号重构出原始图像。

5.如权利要求4所述的基于细胞融合的光电传感器的成像系统的工作方法，其特征在于，其中，成像系统的成像方法是基于压缩感知原理，以单个光电探测器实现高分辨率的成像；压缩感知原理可描述为：对于某未知信号x∈R^N×1，在测量矩阵Φ∈R^M×N(M＜N)下的线性观测值为y∈R^M×1，则有：

y＝Φx； (1)

其中，信号x必需满足稀疏性条件，即x或x转换域内只有K(K＜M)个元素为非零值；根据信号x的稀疏性，从满足式(1)的解中找出最稀疏的，当测量矩阵Φ满足限制性等距性质(Restricted Isometry Property,RIP：(1-δ)||x||₂²≤||Φx||₂²≤(1+δ)||x||₂²)时，这个“最稀疏”的解就是原始信号x；在该系统中，基于压缩感知原理通过DMD将图像的空间信号转换成时间系列信号，然后获得重构图像。