[發明專利]一種力學生物學耦合測試系統及方法

有效

• 申請號: 201610073409.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105738254B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 楊磊;劉浩然;白艷潔;楊惠林
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種力學生物學耦合測試系統，其特征在于，包括：下光路系統、上光路系統、生化培養系統；

所述下光路系統包括：光學應變傳感器、光束轉折器、光路校準系統，用于在測試過程中獲得材料試樣與生物樣品界面的原位、即時的力學信號，所述光學應變傳感器提供激光光束并通過光束轉折器的轉折對材料試樣拋光面進行照射，經光路校準系統調整和校準后，對經材料試樣拋光面反射后返回的光束進行捕捉，獲得原位、即時的力學信號，光路校準系統用于調整和校準光路以適應試樣位置，所述光路校準系統包括支架、培養艙托盤、培養皿托盤、定位裝置；

所述上光路系統包括可見光成像系統和熒光成像系統，用于在測試過程中對生物樣品進行原位即時觀察，獲得同步的生物樣品的形貌的生物學信號；

所述生化培養系統包括培養氣氛氣源、增濕器、培養皿、培養艙、溫度控制系統、進樣系統，所述培養艙位于培養艙托盤上，培養氣氛氣源通過增濕器與培養艙相連以控制培養艙的濕度，溫度控制系統與培養艙相連以控制培養艙的溫度，進樣系統用于向培養皿內推進生物樣品，所述生化培養系統用于產生和保持生物樣品正常培養環境，并保證所述培養環境在測試時始終穩定。

2.根據權利要求1所述的力學生物學耦合測試系統，其特征在于，所述光學應變傳感器包括激光發生器與CCD相機；所述激光發生器產生的激光束發射后經試樣拋光面反射，返回光學應變傳感器；所述CCD相機捕捉返回的激光束以便獲得原位、即時的試樣界面的力學信號。

3.根據權利要求1所述的力學生物學耦合測試系統，其特征在于，所述光路可通過光束轉折器、培養艙托盤及支架間距離及角度進行調整并且光束轉折器、培養艙托盤及支架間的距離和角度在調整后固定，固定后可通過定位裝置對試樣位置進行微調。

4.根據權利要求1所述的力學生物學耦合測試系統，其特征在于，所述熒光成像系統包括熒光顯微鏡。

5.根據權利要求1所述的力學生物學耦合測試系統，其特征在于，所述生化培養系統使所述培養艙內能夠保持穩定的溫度、相對濕度以及培養氣氛水平。

6.根據權利要求1所述的力學生物學耦合測試系統，其特征在于，所述進樣系統包括微量注射泵、注射器或進樣器，用于控制生物樣品或培養基滴加量。

7.一種力學生物學耦合測試方法，通過生化培養系統產生和保持生物樣品正常培養或生長的環境；利用下光路系統提供激光光束對材料試樣拋光面進行照射，并利用光學應變傳感器對經材料試樣拋光面反射后返回的光束進行捕捉，生成原位、即時的力學信號；通過上光路系統進行可見光成像和熒光成像，獲得同步的生物樣品的形貌的生物學信號；對耦合的力學信號及生物學信號進行合成和處理分析，以得到生物力學或力生物學信息；

所述下光路系統包括：光學應變傳感器、光束轉折器、光路校準系統，所述光學應變傳感器提供激光光束并通過光束轉折器的轉折對材料試樣拋光面進行照射，經光路校準系統調整和校準后，對經材料試樣拋光面反射后返回的光束進行捕捉，獲得原位、即時的力學信號，光路校準系統用于調整和校準光路以適應試樣位置，所述光路校準系統包括支架、培養艙托盤、培養皿托盤、定位裝置；

所述上光路系統包括可見光成像系統和熒光成像系統，用于在測試過程中對生物樣品進行原位即時觀察，獲得同步的生物樣品的形貌的生物學信號；

所述生化培養系統包括培養氣氛氣源、增濕器、培養皿、培養艙、溫度控制系統、進樣系統，所述培養艙位于培養艙托盤上，培養氣氛氣源通過增濕器與培養艙相連以控制培養艙的濕度，溫度控制系統與培養艙相連以控制培養艙的溫度，進樣系統用于向培養皿內推進生物樣品，所述生化培養系統用于產生和保持生物樣品正常培養環境，并保證所述培養環境在測試時始終穩定。