[发明专利]一种力学生物学耦合测试系统及方法

权利要求书

1.一种力学生物学耦合测试系统，其特征在于，包括：下光路系统、上光路系统、生化培养系统；

所述下光路系统包括：光学应变传感器、光束转折器、光路校准系统，用于在测试过程中获得材料试样与生物样品界面的原位、即时的力学信号，所述光学应变传感器提供激光光束并通过光束转折器的转折对材料试样抛光面进行照射，经光路校准系统调整和校准后，对经材料试样抛光面反射后返回的光束进行捕捉，获得原位、即时的力学信号，光路校准系统用于调整和校准光路以适应试样位置，所述光路校准系统包括支架、培养舱托盘、培养皿托盘、定位装置；

所述上光路系统包括可见光成像系统和荧光成像系统，用于在测试过程中对生物样品进行原位即时观察，获得同步的生物样品的形貌的生物学信号；

所述生化培养系统包括培养气氛气源、增湿器、培养皿、培养舱、温度控制系统、进样系统，所述培养舱位于培养舱托盘上，培养气氛气源通过增湿器与培养舱相连以控制培养舱的湿度，温度控制系统与培养舱相连以控制培养舱的温度，进样系统用于向培养皿内推进生物样品，所述生化培养系统用于产生和保持生物样品正常培养环境，并保证所述培养环境在测试时始终稳定。

2.根据权利要求1所述的力学生物学耦合测试系统，其特征在于，所述光学应变传感器包括激光发生器与CCD相机；所述激光发生器产生的激光束发射后经试样抛光面反射，返回光学应变传感器；所述CCD相机捕捉返回的激光束以便获得原位、即时的试样界面的力学信号。

3.根据权利要求1所述的力学生物学耦合测试系统，其特征在于，所述光路可通过光束转折器、培养舱托盘及支架间距离及角度进行调整并且光束转折器、培养舱托盘及支架间的距离和角度在调整后固定，固定后可通过定位装置对试样位置进行微调。

4.根据权利要求1所述的力学生物学耦合测试系统，其特征在于，所述荧光成像系统包括荧光显微镜。

5.根据权利要求1所述的力学生物学耦合测试系统，其特征在于，所述生化培养系统使所述培养舱内能够保持稳定的温度、相对湿度以及培养气氛水平。

6.根据权利要求1所述的力学生物学耦合测试系统，其特征在于，所述进样系统包括微量注射泵、注射器或进样器，用于控制生物样品或培养基滴加量。

7.一种力学生物学耦合测试方法，通过生化培养系统产生和保持生物样品正常培养或生长的环境；利用下光路系统提供激光光束对材料试样抛光面进行照射，并利用光学应变传感器对经材料试样抛光面反射后返回的光束进行捕捉，生成原位、即时的力学信号；通过上光路系统进行可见光成像和荧光成像，获得同步的生物样品的形貌的生物学信号；对耦合的力学信号及生物学信号进行合成和处理分析，以得到生物力学或力生物学信息；

所述下光路系统包括：光学应变传感器、光束转折器、光路校准系统，所述光学应变传感器提供激光光束并通过光束转折器的转折对材料试样抛光面进行照射，经光路校准系统调整和校准后，对经材料试样抛光面反射后返回的光束进行捕捉，获得原位、即时的力学信号，光路校准系统用于调整和校准光路以适应试样位置，所述光路校准系统包括支架、培养舱托盘、培养皿托盘、定位装置；

所述上光路系统包括可见光成像系统和荧光成像系统，用于在测试过程中对生物样品进行原位即时观察，获得同步的生物样品的形貌的生物学信号；

所述生化培养系统包括培养气氛气源、增湿器、培养皿、培养舱、温度控制系统、进样系统，所述培养舱位于培养舱托盘上，培养气氛气源通过增湿器与培养舱相连以控制培养舱的湿度，温度控制系统与培养舱相连以控制培养舱的温度，进样系统用于向培养皿内推进生物样品，所述生化培养系统用于产生和保持生物样品正常培养环境，并保证所述培养环境在测试时始终稳定。