[發明專利]一種用于共聚焦顯微鏡的微型原位雙軸力學試驗機

在審

• 申請號: 202110291713.8
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113049362A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 陳剛;林強;馮少武;梅云輝;劉媛;徐仲斌
• 申請（專利權）人: 凱爾測控試驗系統（天津）有限公司;天津大學;天津工業大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/06;G01N3/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

本發明屬于生物組織力學測試技術領域，公開了一種用于共聚焦顯微鏡的微型原位雙軸力學試驗機，包括四個加載單元；每個加載單元包括微型電動推桿，微型電動推桿由控制器通過微型驅動器驅動，微型電動推桿末端安裝有位移傳感器，所述微型電動推桿前端連接有載荷傳感器；位移傳感器和載荷傳感器均與控制器信號連接，實現閉環控制；載荷傳感器通過夾具連接件連接有生物組織夾具，生物組織夾具包括與夾具連接件相連接的夾具座，夾具座前部連接有多個并排布置的齒桿，多個齒桿等間距的相互間隔設置，并且每個齒桿具有向下設置的尖端，該尖端能夠貫穿生物組織完成夾持。本發明適配于共聚焦顯微鏡，能夠實現實時原位觀測以及雙軸對稱加載。

技術領域

本發明屬于生物組織力學測試技術領域，具體的說，是涉及一種基于共聚焦顯微鏡可實現實時原位觀測的雙軸力學試驗機。

背景技術

生物力學適用于研究生命體受力、變形和運動以及與其生理病理之間關系，是現代生物學與力學原理方法的有機結合。經過近年來的發展，生物力學研究已經成為重要的學科前沿交叉領域，我國生物力學研究呈現宏—微觀結合、多尺度探索的趨勢，深入開展了細胞對復雜微力學環境刺激的響應，及其力學信號轉導通路與網絡調控機制；還有細胞力學因素對細胞功能的調控作用，及其在疾病發生發展中的力學生物學機制研究。這些對于生物醫學領域的研究進步，促進人類健康具有重要意義。

在研究儀器方面，共聚焦顯微鏡是近十年發展起來的醫學圖象分析儀器，現已廣泛應用于生物組織的微觀研究中，其性能相比于普遍光學顯微鏡有了質的飛躍，是電子顯微鏡的一個補充。近年來共聚焦顯微鏡開始運用于生物力學領域，但在生物組織原位觀測方面，由于受空間限制影響只有相關的單軸試驗設備被研發制造，無法還原復雜應力的實際工況；并且無法實現復雜應力對稱加載，導致樣品中心變形區不夠穩定，難以實現實時原位觀測，造成設備精準度不高。

發明內容

本發明要解決的是生物組織原位觀測的相關技術問題，提供了一種用于共聚焦顯微鏡的微型原位雙軸力學試驗機，適配于共聚焦顯微鏡，能夠實現實時原位觀測以及雙軸對稱加載。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現：

一種用于共聚焦顯微鏡的微型原位雙軸力學試驗機，包括四個加載單元；每個所述加載單元包括微型電動推桿，所述微型電動推桿由控制器通過微型驅動器驅動，所述控制器和所述微型驅動器均集成安裝于所述微型電動推桿；所述微型電動推桿末端安裝有位移傳感器，所述微型電動推桿前端連接有載荷傳感器；所述位移傳感器和所述載荷傳感器均與所述控制器信號連接，實現閉環控制；所述載荷傳感器通過夾具連接件連接有生物組織夾具，所述生物組織夾具包括與所述夾具連接件相連接的夾具座，所述夾具座前部連接有多個并排布置的齒桿，多個所述齒桿等間距的相互間隔設置，并且每個所述齒桿具有向下設置的尖端，該尖端能夠貫穿生物組織完成夾持。

進一步地，所述微型電動推桿通過卡具固定于試樣臺。

進一步地，所述微型驅動器由電機與絲杠構成。

進一步地，所述夾具連接件包括上部連接端和下部連接端，所述上部連接端與載荷傳感器固定連接，所述下部連接端與所述生物組織夾具固定連接。

進一步地，所述齒桿包括一體連接的水平區段和豎直區段，所述豎直區段垂直于生物組織；所述水平區段的端部固定連接于所述夾具座，所述豎直區段的端部設置為向下的尖端。

本發明的有益效果是：

本發明提供的一種用于共聚焦顯微鏡的微型原位雙軸力學試驗機，通過微型電動推桿的設置，突破了空間限制的難題，能夠適用于共聚焦顯微鏡；并且通過生物組織夾具實現對軟組織的有效夾持，以模擬復雜應力環境下的雙軸力學測試，實現不同比例的雙軸對稱加載，進而實現實時原位觀測。

附圖說明

圖1是本發明實施例所提供的微型原位雙軸力學試驗機的外觀示意圖；