[發明專利]顯微注射系統及坐標誤差補償和精確重復定位方法

有效

• 申請號: 201310172749.X
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103305410A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 汝長海;陳瑞華;孫伏俊;何鈞
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12Q3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及顯微注射技術領域，特別是涉及一種顯微注射系統及坐標誤差補償和精確重復定位方法。

背景技術

隨著生物技術的快速發展，顯微操作技術在生命科學研究領域已有了極大的發展，已成為現代生物工程的重要技術手段之一和現代基因工程學中重要的基因導入方法。由于操作對象比較微小，需要在顯微鏡下操作，倒置顯微鏡是常用的顯微操作平臺，用于生物組織自動化成像掃描或細胞注射等，由于生物組織十分微小，使得顯微操作的精度至關重要，而由于設備安裝存在誤差，影響了顯微操作的精度。

在顯微注射過程中，工作平臺接收指令沿著其X或Y方向移動，我們將平臺所在坐標系定義為平臺坐標系PM；CCD攝像頭實時抓取的圖像經程序處理顯示在屏幕，而屏幕坐標系一定，不會因攝像頭抓圖角度而改變，定義屏幕坐標系為PS。在理想情況下，兩坐標系完全重合，則平臺移動多少，在屏幕中也會相應比例的移動多少，不存在誤差。但現實中由于攝像頭安裝角度一定存在偏差，則兩坐標系之間一定存在一個偏角θ。而在細胞注射過程中，經常需要對某一個細胞進行重復注射，這時就得能重復精確定位。由于每次載玻片或培養皿放在載物臺上的位置不能完全重合，這給重復定位帶來很大困難，誤差很大。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種顯微注射系統及坐標誤差補償和精確重復定位方法。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種顯微注射系統及坐標誤差補償和精確重復定位方法。

為了實現上述目的，本發明實施例提供的技術方案如下：

一種顯微注射系統，所述顯微注射系統包括：注射泵、注射頭、連接所述注射泵和注射頭的輸流管、控制所述注射頭的三維操作手、與三維操作手相連的操作手控制器、X-Y載物平臺、與X-Y載物平臺相連的載物平臺控制器、位于所述X-Y載物平臺上的培養皿、位于X-Y載物平臺下方的攝像機、位于X-Y載物平臺上方倒置設置的顯微鏡、與注射頭相連的直流高壓電源、以及與所述操作手控制器、載物臺控制器、攝像機、顯微鏡、注射泵、直流高壓電源相連的計算機，所述輸流管固定安裝在三維操作手上，所述培養皿的底部貼有掩膜板，掩膜板上印有標志。

作為本發明的進一步改進，所述系統還包括光學隔振平臺，所述直流高壓電源、注射泵、輸流管、三維操作手、攝像機、X-Y載物平臺、培養皿、注射頭及計算機全部或部分設于所述光學隔振平臺上。

作為本發明的進一步改進，所述標志為黑色銳角三角形，銳角三角形的底邊和高的長度在50μm～60μm之間，掩膜板除標志以外背景色為透明。

作為本發明的進一步改進，所述攝像機實時獲取圖像大小為640pi*480pi。

作為本發明的進一步改進，所述X-Y載物平臺的移動范圍為12cm*7cm，所述X-Y載物平臺的移動速度為1mm/s～2cm/s。

相應地，一種顯微注射系統中坐標誤差補償方法，所述方法包括：

S11、將貼有銳角三角標志的培養皿放于X-Y載物平臺上，調整位置與焦距，使得銳角三角標志清晰的顯示在顯微鏡視野中；

S12、用顯微注射系統中攝像機抓取第一張圖；

S13、通過指令移動X-Y載物平臺P像素，觀察銳角三角標志是否仍在視野中，若不在，則返回步驟S11，若在，則用顯微注射系統中攝像機抓取第二張圖；

S14、識別出第一張圖和第二張圖中銳角三角標志上一定點的坐標為(x₁，y₁)和(x₂，y₂)；

S15、計算X-Y載物平臺上平臺坐標系與計算機屏幕上屏幕坐標系夾角θ；

S16、重新放置培養皿后，通過夾角θ進行坐標誤差補償。

作為本發明的進一步改進，所述夾角θ的計算公式為：

θ=arctan(y2-y1x2-x1).]]>