[发明专利]用于显微系统的辅助装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于显微系统的辅助装置及其方法，它可以适应各种规格的显微系统，可以使得分析过程自动化、简易化和标准化，避免人为操作失误带来的误差，并可以扩展显微系统的功能。

背景技术

显微术，如明视场、暗视场、相衬、荧光、差分干涉、激光共聚焦显微术等，被广泛用于探测和分析物质的微观结构。在生物实验室中，显微系统或装置被用于观测细胞、微小结构和颗粒。

在利用显微系统进行分析时，传统的流程是：实验人员将采集到的样品放置到载体(如载玻片)上，然后该透明介质放置到显微系统的载物台上。接下来实验人员通过调节载物台在水平方向的二维运动来观测样品的不同区域，或者通过相机拍摄样品的图像。在这个过程中往往还需要调节载物台在竖直方向上的位置来获得清晰的图像。这个过程通常是手动进行的，因此，当需要观测的样品区域的数量很大时，手工机械调节的量也是很大的。这种乏味的操作往往使得实验人员不堪重负，而且经常会由于操作人员的失误或操作的不稳定性影响实验的准确度。

为了高效率地借助显微系统进行样品观测和分析，人们往往希望整个分析流程可以实现自动化。现有技术中有两种解决方案。

首先是自动化的显微镜。这类显微镜自身的载物台通过机电系统可以实现样品的一维、二维或三维运动。这类产品通常价格昂贵，而且其附带的图像处理软件往往比较通用，无法满足专门化的分析工作，如凋亡、细胞周期、活性分析等。

另一种解决方案是固定安装到显微系统机体的电动位移台。这类方案的一个显著缺点是不易安装，而且安装后不易与显微系统相分离，使得显微系统难于恢复原状。并且，反复拆卸和安装也会带来很多麻烦。这类方案的另一个显著缺点是，难于适应各种不同规格的显微系统。

在科学研究和生产中，经常需要用到自动化仪器，如流式细胞仪(Flow-Cytometer)、细胞活性检测仪等进行分析。流式细胞仪的原理是细胞悬液流过细胞流动室，与单波长光束(通常为激光)垂直相交，在流体动力学作用下细胞成单行排列依次通过光束检测区。细胞往往预先用荧光染料处理，因此在检测光束激发下产生荧光信号，并被探测器捕获。细胞的物理、化学性质可以通过对这些光学信号的处理加以分析。由此可见，流式细胞仪的特征是细胞的流动，细胞流与探测光相交汇，以及信号的自动采集和分析。流式细胞仪已广泛应用于免疫学、生物化学、生物学、肿瘤学以及血液学等方面的研究和临床常规工作。但是由于流式细胞仪价格昂贵，使用和维护成本很高，因此在一定程度上限制了它的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的一个目的在于提供一种用于显微系统的辅助装置和方法，从而使得显微分析自动化、简易化和标准化，避免人为操作失误和不稳定性带来的误差。

根据本发明一实施例的辅助装置，独立于该显微系统且包括放置样品的置物平台、位移调节机构、及信号处理单元。该置物平台不由该显微系统的机体承重。该位移调节机构连接该置物平台，用于调节该置物平台及置物平台上的样品与该显微系统之间的相对位置。该信号处理单元电连接该位移调节机构，用于控制该位移调节机构的至少部分调节动作，并且控制一图像采集装置采集样品图像。

根据本发明一实施例的辅助方法，首先，将独立于显微系统的辅助装置放置到显微系统旁。然后待检测的样品放置到一个置物平台上。位移调节机构可以调节置物平台与显微系统之间的相对位置，从而使得一图像采集装置可以获取样品在不同空间位置的图像。通过信号处理单元可以实现自动寻焦和样品扫描，并对样品的图像进行处理，对样品中的颗粒进行识别、计数和分类。

本发明的辅助装置和辅助方法的有益效果是：性价比高，可以实现专门化的分析工作。而且本发明的辅助装置和方法可以适应不同规格的显微系统，它易于整合入显微系统与之协同工作，且易于与显微系统相分离，避免了反复拆卸和安装的麻烦。同时，本发明进一步提供了扩展普通显微系统功能的装置和方法，使得以往只有通过昂贵的自动化仪器(如流式细胞仪)才能实施的分析手段在普通显微系统上得到实现。例如，通过本发明的装置和方法可以将显微系统在功能上拓展为检测细胞活性、绿色荧光蛋白(GFP)转染效率以及细胞凋亡的分析仪，等等。

在本发明的一个实施例中，进一步包括一个自动寻焦子系统。

在本发明的一个实施例中，进一步包括一个泵。

在本发明的一个实施例中，进一步包括一液体采集装置，用以从该置物平台之外的液体源采集液体样品。