[发明专利]基于双针协调的贴壁细胞注射方法、系统、设备及介质

说明书

本发明公开了一种基于双针协调的贴壁细胞注射方法、系统、设备及介质，涉及细胞生物学领域，该方法包括：获取显微视野内的多个贴壁细胞的扫描图像；对多个贴壁细胞的扫描图像进行预处理；对处理后的二值化图像应用边界跟踪算法；根据多个贴壁细胞的轮廓图像中多个贴壁细胞的轮廓，确定贴壁细胞的数量；在多个贴壁细胞的轮廓图像上建立直角坐标系，确定各贴壁细胞坐标和各贴壁细胞的注射点坐标；根据贴壁细胞的数量和各贴壁细胞坐标，将多个贴壁细胞的轮廓图像划分为不同的注射区域；对不同的注射区域内的各贴壁细胞的注射点坐标应用遗传算法确定注射路径；根据注射路径对各注射区域内的贴壁细胞进行注射。本发明能够提升贴壁细胞注射效率。

技术领域

本发明涉及细胞生物学领域，特别是涉及一种基于双针协调的贴壁细胞注射方法、系统、设备及介质。

背景技术

近几十年来，通过将外源物质送入细胞来研究细胞病理条件、细胞功能的实验方法，例如，病毒介导法、化学介导法、物理介导法等，已经吸引了越来越多的研究人员。在这些方法中，物理介导法中的显微注射方法因其操作简单且不需要对细胞施加除注射外源物质外的其他药物，成为了目前最主流的细胞送药方法。

贴壁细胞的显微注射法，是一种将玻璃微针插入贴壁细胞并将极少量外源物质注入贴壁细胞内的技术，如图1所示。传统的贴壁细胞显微注射主要通过专业人员进行手工操作，因显微注射操作较为繁琐，需要大量人力物力，耗费大量时间，因此，越来越多的研究人员开始进行自动化的贴壁细胞显微注射技术研究。例如，Viigipuu等人开发了一台用于贴壁细胞注射的自动化显微操作器；Matsuoka等人建立了一套水稻原生质体和小鼠胚胎干细胞的双显微操作器显微注射系统；Youoku等人搭建了一套双摄像头微注射系统；Kallio等人开发了一套基于阻抗的微注射系统；Becattini等人以5.71个细胞/分钟的速度实现了全自动显微注射；Dong Sun等人开发了一种用于贴壁细胞注射的自动化显微微注射系统，注射速度达到了25个细胞/分钟。

因此，现有的自动化显微注射方法只使用一根注射微针进行注射，对比手工注射方法，未优化显微注射流程，无法使得注射效率产生更大提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双针协调的贴壁细胞注射方法、系统、设备及介质，能够提升贴壁细胞注射效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于双针协调的贴壁细胞注射方法，所述方法包括：

获取显微视野内的多个贴壁细胞的扫描图像；

对所述多个贴壁细胞的扫描图像进行预处理，得到处理后的二值化图像；

对所述处理后的二值化图像应用边界跟踪算法，确定多个贴壁细胞的轮廓图像；

根据所述多个贴壁细胞的轮廓图像中多个贴壁细胞的轮廓，确定贴壁细胞的数量；

在所述多个贴壁细胞的轮廓图像上建立直角坐标系，确定各贴壁细胞坐标和各贴壁细胞的注射点坐标；

根据所述贴壁细胞的数量和所述各贴壁细胞坐标，将所述多个贴壁细胞的轮廓图像划分为不同的注射区域；所述注射区域包括第一注射区域和第二注射区域；

对所述不同的注射区域内的各贴壁细胞的注射点坐标应用遗传算法，确定注射路径；

根据所述注射路径，对各所述注射区域内的贴壁细胞进行注射。

可选地，所述对所述多个贴壁细胞的扫描图像进行预处理，得到处理后的二值化图像，具体包括：

将所述多个贴壁细胞的扫描图像转化为灰度图像；

对所述灰度图像进行二值化处理，确定二值化图像；

应用中值滤波去除所述二值化图像的噪声，确定去噪后的二值化图像；