[實用新型]一種高速高通量生物樣本形態檢測系統

有效

• 申請號: 201820626896.8
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN208187359U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 毛珩;陶樂天;翟慕岳;張家治;單俍;李海文
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G06K9/62;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/70
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 石輝

1.一種高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，包括成像模塊(1)、透射照明模塊(2)、培養皿樣本架(3)、生物儲存培養模塊(4)、成像模塊運動驅動機構(5)、培養皿樣本架運動驅動機構(6)、光源同步驅動裝置(7)、位置編碼器(8)、計算機(9)和運動控制器(10)，其中：

所述培養皿樣本架(3)上固定設置有多個以陣列的方式的方式排布的培養皿(31)，每一個所述培養皿(31)中設有一種或多種生物樣本；所述培養皿樣本架(3)暫存于適于生物樣本長時間存活的所述生物儲存培養模塊(4)中；

所述成像模塊(1)和所述透射照明模塊(2)分別隔開設置在所述培養皿樣本架(3)的兩側，所述透射照明模塊(2)設于所述光源同步驅動裝置(7)，所述光源同步驅動裝置(7)用于使所述透射照明模塊(2)發出的光同步照射在所述成像模塊(1)將要成像的生物樣本上；

所述計算機(9)通過所述運動控制器(10)連接所述成像模塊運動驅動機構(5)和培養皿樣本架運動驅動機構(6)；所述成像模塊運動驅動機構(5)驅動連接所述成像模塊(1)；所述培養皿樣本架運動驅動機構(6)驅動連接所述培養皿樣本架(3)；所述運動控制器(10)用于接收所述計算機(9)的指令，并將該指令轉換成驅動信號，以控制所述成像模塊運動驅動機構(5)帶動所述成像模塊(1)對所述培養皿(31)進行掃描成像，并在一行掃描成像結束后控制培養皿樣本架運動驅動機構(6)切換至并對準下一列所述培養皿(31)；所述成像模塊(1)獲得的生物樣本圖像輸送給所述計算機(9)，所述計算機(9)用于根據輸入的生物樣本圖像檢測生物形態；

所述成像模塊運動驅動機構(5)的當前位置信號由所述位置編碼器(8)編碼，并依據所述位置編碼器(8)輸出的編碼信號控制所述成像模塊(1)的曝光和幀轉移動作，以使所述成像模塊(1)的成像和所述成像模塊運動驅動機構(5)輸出的位移量匹配。

2.如權利要求1所述的高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，所述計算機(9)包括圖像采集卡(91)和在線生物形態檢測模塊(92)，所述圖像采集卡(91)用于接收所述成像模塊(1)獲得的生物樣本圖像，所述在線生物形態檢測模塊(92)用于對圖像中的生物個體進行分割和定位，并對分割和定位的生物個體進行分析和分類，所述在線生物形態檢測模塊(92)與所述成像模塊(1)并行工作。

3.如權利要求2所述的高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，所述位置編碼器(8)為光柵尺編碼器時，所述在線生物形態檢測模塊(92)選取圖像拍攝位置的光柵尺編碼器讀數作為基準位置x₀。

4.如權利要求1至3中任一項所述的高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，所述成像模塊(1)包括集成為一體的線陣相機(1a)和成像鏡頭(1b)，所述線陣相機(1a)的線陣寬度范圍為1k至16k，所述成像鏡頭(1b)的像方視場覆蓋整個線陣幅寬，所述成像模塊(1)的掃描成像的物方掃描寬度范圍為10mm至150mm，成像分辨率范圍為5μm/pixel至100μm/pixel，掃描速度范圍為10000lines/s至70000lines/s。

5.如權利要求4所述的高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，所述透射照明模塊(2)包括與所述成像模塊(1)的當前位置保持同步運動的一個線狀或帶狀LED(2a)，所述線狀或帶狀LED(2a)的長度方向沿所述線陣相機(1a)的寬度方向設置，且其照明區域完全覆蓋所述線陣相機(1a)在靜止狀態下對應的物方成像區域。

6.如權利要求4所述的高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，所述透射照明模塊(2)包括與所述成像模塊(1)的當前位置保持同步開啟的線狀或帶狀LED陣列(2b)，所述線狀或帶狀LED陣列(2b)包括平行并排隔開布置的若干線狀或帶狀LED，與所述成像模塊(1)將要成像的生物樣本相對應的所述線狀或帶狀LED依據所述位置編碼器(8)輸出的編碼信號而開啟，所述線狀或帶狀LED的長度方向沿所述線陣相機(1a)的寬度方向設置，且長度不小于所述線陣相機(1a)的物方成像寬度。

7.如權利要求5或6所述的高速高通量生物樣本形態檢測系統，其特征在于，所述線狀或帶狀LED的亮度大小由可調恒流電源根據所述成像模塊(1) 在所述成像模塊運動驅動機構(5)的驅動下相對于所述培養皿樣本架(3)的掃描速度進行調節。