[發(fā)明專利]全自動非損傷微測技術

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910090085.6
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101988914A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 許越
• 申請（專利權）人: 旭月(北京)科技有限公司
• 主分類號: G01N27/27
• 分類號: G01N27/27;G01N27/333;G01N27/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發(fā)明涉及一種全自動控制微電極接近樣品進行測量，非損傷性獲得進出樣品離子分子濃度、流動速率及流動方向信息，樣品表面局部電流信息等樣品微區(qū)信息的方法，特別是涉及全自動化操作非損傷性獲得多樣性樣品微區(qū)信息的技術，屬光機電一體化技術領域。

背景技術：

現有的非損傷微測技術，是在計算機控制下，利用微電極以不接觸被測樣品的非損傷方式測量樣品的局部微區(qū)信息，如進出樣品離子分子濃度、流動速率及流動方向信息，樣品表面局部電流等。測量不同信息采用不同特性的微電極：如測量進出樣品離子分子流動信息采用選擇性/特異性離子分子微電極，該微電極類型有玻璃微電極、金屬微電極、碳纖維微電極等等，可以測量的離子分子種類包括H⁺、Ca²⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、NH₄⁺、NO₃^-及O₂、H₂O₂、CO₂、NO等等；測量樣品表面局部電流信息采用振動微電極等。

非損傷微測技術采用微電極接近被測樣品的方式采集信號，微電極并不接觸或侵入樣品，測量過程對樣品無任何損傷性。非損傷微測技術特有的非損傷性測量方式使其可應用于生物活體到非生物體的廣大范圍樣品，生物活體樣品可以是生物整體、器官、組織、細胞層、單細胞乃至富集的細胞器等等，非生物體可以是金屬材料、顆粒物體、膜材料等等。

非損傷微測技術所采用的微電極尖端直徑一般為2微米左右，隨著微電極工藝水平的不斷提高其尖端直徑甚至能夠達到納米級。非損傷微測技術借此采集被測樣品局部微區(qū)非常精細的信息，精確表征被測樣品的性質或性能。

基于現有非損傷微測技術的上述諸多優(yōu)點，其已在生命科學、醫(yī)學、藥學、農業(yè)科學、材料科學、腐蝕科學等領域獲得越來越廣泛的應用，取得大量有價值的成果。

但隨著現有非損傷微測技術的廣泛和深入應用，其內在缺陷也暴露出來。現有非損傷微測技術并非完全自動操作，顯微鏡對焦、被測樣品及電極置于顯微鏡同一視野下等操作需要實驗人員手工進行，手工操作導致測量過程無法標準化，實際測量質量與實驗人員的水平和經驗密切相關。手工操作不可避免的個體差異性也導致測量結果的一致性和重復性較差。

隨著光電技術的不斷發(fā)展，自動獲取物體精確圖像和位置信息、追蹤物體運動的裝置，如全自動影像追蹤系統(tǒng)等已經形成成熟的商業(yè)化產品。其所獲得的物體圖像和位置信息通過計算機軟件的處理，可以轉化為標準化坐標值、分辨率等信息，成為實施智能控制基礎。控制軟件可基于標準化信息按照預先設定的要求發(fā)出控制指令控制被追蹤物體的運動，并根據物體圖像和位置信息的實時測量結果調整控制指令，實現智能控制。

現有非損傷微測技術所需的人為操作集中于顯微鏡下操作，在顯微鏡上加裝具有獲取物體圖像和位置信息、追蹤物體運動功能的裝置，采集被測樣品與微電極的圖像與位置信息，追蹤被測樣品與微電極的運動，以此作為智能控制的基礎，完全能夠快速、便捷、可靠的實現非損傷微測技術的全自動化操作。但是，基于上述方法的全自動非損傷微測技術還未見報道。

發(fā)明內容：

本發(fā)明提供一種全自動非損傷微測技術，包括：信號采集單元、多維運動單元、智能控制單元以及顯微成像/視頻采集單元。

下面具體說明本發(fā)明各單元的部件及結構關系。

所述的信號采集單元包括信號處理器、前置放大器、微電極以及其他必要配件。其他必要配件主要包括參比電極、測量器皿、液體介質等。微電極既可以是選擇性/特異性離子分子微電極，如玻璃微電極、金屬微電極、碳纖維微電極等等，也可以是振動微電極等其他微電極，根據測量信息的不同選定。微電極數量既可以是一個，也可以是多個。樣品測量一般需要液體介質環(huán)境，在測量器皿中放置被測樣品、液體介質，微電極與參比電極也都處于液體介質中。微電極一般要近距離接近被測樣品，具體接近程度根據測量實驗的要求確定。參比電極與被測樣品要保持一定的距離，以避免干擾測量信號。

所述的多維運動單元包括運動控制器、驅動器以及其他必要配件。其他必要配件主要包括位移傳遞架、固定連接彈簧、鉛制螺桿等。運動控制器的運動指令發(fā)送到驅動器，驅動器通過位移傳遞架等的配合驅動微電極按照指令運動。