[发明专利]将物质传输到细胞内的系统、总控装置、微控制器及方法

权利要求书

1.一种将物质传输到细胞内的系统，其特征在于，包括：显微镜(101)、载物台(102)、物镜(103)、微控制器(105)、微针(106)、微注射器(107)、微流控芯片(108)和总控装置(109)，其中：

微流控芯片(108)，用于固定待测细胞(200)；

载物台(102)，用于放置固定有待测细胞(200)的微流控芯片(108)；

显微镜(101)的物镜(103)，与总控装置(109)连接，用于在总控装置(109)的控制下，对所述待测细胞(200)进行光学采样，得到采样图片；

总控装置(109)，用于对所述采样图片进行三维重构处理，得到待测细胞(200)对应的三维重构体；对所述三维重构体进行几何分析，得到最佳传输位置；发送位置调整指令至微控制器(105)；所述位置调整指令中包括：所述最佳传输位置；

微控制器(105)，与总控装置(109)连接，用于根据所述位置调整指令，控制微针(106)和/或载物台(102)移动，使得微针(106)到达被固定待测细胞(200)内的所述最佳传输位置；所述微针(106)内预置有待传输外界物质；

微注射器(107)，与总控装置(109)连接，用于在总控装置(109)的控制下，提供推射压力给微针(106)，将微针(106)内的待传输外界物质传输到细胞内部。

2.如权利要求1所述的将物质传输到细胞内的系统，其特征在于，还包括：成像装置(104)，用于在显微镜(101)的物镜(103)对所述待测细胞(200)进行光学采样时成像得到采样图片。

3.如权利要求1所述的将物质传输到细胞内的系统，其特征在于，还包括：荧光源(110)和白光源(111)；

所述总控装置(109)还用于：在控制显微镜(101)的物镜(103)对所述待测细胞(200)进行光学采样之前，控制开启荧光源(110)，关闭白光源(111)；在发送位置调整指令至微控制器(105)之前，控制关闭荧光源(110)，开启白光源(111)。

4.如权利要求1所述的将物质传输到细胞内的系统，其特征在于，所述微针(106)的针尖朝向微流控芯片(108)固定有待测细胞(200)的一侧，所述微针(106)平行于所述载物台(102)；

所述微控制器(105)具体用于：根据所述位置调整指令，控制微针(106)在竖直方向上移动，以调整微针(106)高度至最佳传输位置所在平面；控制载物台(102)在与微流控芯片(108)固定有待测细胞(200)的一侧边平行的方向移动，以调整微针(106)与最佳传输位置对齐；控制载物台(102)朝向微针(106)的方向移动，以使微针到达被固定待测细胞(200)内的所述最佳传输位置。

5.如权利要求4所述的将物质传输到细胞内的系统，其特征在于，所述微控制器(105)具体用于：根据所述位置调整指令，按照如下模型控制微针(106)和载物台(102)移动，使得微针(106)到达被固定待测细胞(200)内的所述最佳传输位置：

τ＝τ₀+τ_s；其中：

τ_S＝-Karctan(S)；

式中，为载物台(102)及微针(106)构成的运动模块的质量估计矩阵、为所述运动模块的阻尼估计矩阵、为所述运动模块的重力估计矩阵，K＝diag[K_x,K_y,K_z]为增益矩阵，arctan(S)为滑模量的反正切函数，Γ为正则矩阵，τ_d为运动干扰量，为所述运动模块内参数估计矩阵。