[发明专利]集捕获培养检测一体化的微流控辐射损伤监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种集捕获培养检测一体化的微流控辐射损伤监测装置及方法，所述装置包括微流控芯片组件、激发光源组件、光场增强组件、显微成像组件、微控制器、电动移动组件、真空泵和上位机处理组件。本发明在空间辐射环境下，在微流控芯片中培养秀丽隐杆线虫并实时监测秀丽隐杆线虫的生命状态，通过秀丽隐杆线虫运动特征及内部特征来评估其受空间辐射损伤的程度，生物学家根据秀丽隐杆线虫所受的空间辐射损伤程度进行空间辐射生物学研究，解决如何防御航天员受到空间辐射的健康问题。本发明在样品入口加入秀丽隐杆线虫后，后续步骤都是通过控制器控制进行智能化完成，本发明具有体积小、重量轻、成本低、样品用量少、便于携带等优点。

主权项

集捕获培养检测一体化的微流控辐射损伤监测装置，其特征在于：包括微流控芯片组件(6)、激发光源组件(3)、光场增强组件(8)、显微成像组件(5)、微控制器(2)、电动移动组件(4)、真空泵(7)和上位机处理组件(1)；所述微控制器(2)通过数据线分别与上位机处理组件(1)、激发光源组件(3)、光场增强组件(8)、电动移动组件(4)和真空泵(7)连接；所述上位机处理组件(1)通过数据线与显微成像组件(5)连接；所述真空泵(7)通过管道与微流控芯片组件(6)相连接；所述显微成像组件(5)包括荧光显微物镜(14)、分光镜(13)、绿色滤光片(12)、聚光透镜组(11)和摄像头(10)，所述聚光透镜组(11)包括平凸透镜和双凸透镜；所述荧光显微物镜(14)通过光路依次与分光镜(13)、绿色滤光片(12)、聚光透镜组(11)和摄像头(10)连接；所述摄像头(10)通过总线(9)与上位机处理组件(1)连接；所述微流控芯片组件(6)由六个相同的微流控芯片组成，所述微流控芯片由基片及固定在基片上的涂层组成，所述基片为玻璃片，所述涂层为聚二甲基硅氧烷涂层，所述涂层表面设有样品入口(15)、培养槽(16)、培养液入口(17)、侧吸口(18)、闸门(19)及废液出口(20)；样品入口(15)用于添加秀丽隐杆线虫；培养槽(16)通过通道Ⅰ(21)和通道Ⅱ(22)与样品入口(15)相连，用于培养秀丽隐杆线虫；培养液入口(17)通过通道Ⅴ(25)和通道Ⅵ(26)与培养槽(16)相连，用于添加培养液；侧吸口(18)通过通道Ⅶ(27)与培养槽(16)相连，用于产生负压固定秀丽隐杆线虫；闸门(19)用于使培养槽(16)与外部空气隔绝；废液出口(20)通过通道Ⅲ(23)和通道Ⅳ(24)与培养槽(16)相连，用于排除废液；所述通道Ⅱ(22)只允许单个秀丽隐杆线虫通过并限制秀丽隐杆线虫逃出培养槽(16)；所述通道Ⅳ(24)和通道Ⅵ(26)用于限制秀丽隐杆线虫逃出培养槽(16)；所述激发光源组件(3)用于激发秀丽隐杆线虫使其产生荧光，所述光场增强组件(8)用于增强秀丽隐杆线虫视场内的光强，提高秀丽隐杆线虫明场视频及明场图像获取时的对比度；所述显微成像组件(5)用于获得秀丽隐杆线虫的明场视频、明场图像及荧光图像；所述微控制器(2)用于控制激发光源组件(3)、光场增强组件(8)、显微成像组件(5)、电动移动组件(4)和真空泵(7)；所述电动移动组件(4)用于带动显微成像组件(5)左右移动；所述真空泵(7)用于使微流控芯片的侧吸口(18)产生负压；所述上位机处理组件(1)用于存储和处理秀丽隐杆线虫的明场视频、明场图像及荧光图像；通过明场视频及明场图像得到秀丽隐杆线虫的运动特征，所述运动特征包括秀丽隐杆线虫运动频率和运动幅度；通过荧光图像得到秀丽隐杆线虫的内部特征，所述内部特征包括秀丽隐杆线虫发光位点数目和总荧光强度。