顯微注射中細胞位姿調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的誕生與發(fā)展，細胞注射作為顯微操作中一項典型的技術(shù)手段，在生物、醫(yī)療等領(lǐng)域中扮演的角色越來越重要。目前，該項技術(shù)通常采用人工手動操作方式，存在注射效率低、操作困難、細胞損傷等不足。而細胞位置和姿態(tài)的調(diào)節(jié)為細胞注射實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)方法的得當與否直接決定了實驗的效率和成功率。細胞位姿的調(diào)節(jié)方法可分為接觸式與非接觸式兩種。其中接觸式操作方法通常會對細胞帶來一定機械傷害，而非接觸式操作方法，如光鑷法、介電泳法、磁場法、微流體

2、法等，雖然免去了對細胞的機械傷害，卻存在操作效率低，調(diào)節(jié)精度差等不足。因此，本文提出了一種新的細胞位姿調(diào)節(jié)方法，利用吸持針作為末端執(zhí)行器，通過將細胞位姿調(diào)節(jié)運動分解為兩個正交平面的細胞旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)細胞的位姿調(diào)整，對實現(xiàn)細胞注射自動化具有重要意義。
　　本文對細胞位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行了研究，首先分析了細胞位姿調(diào)節(jié)機理，提出了細胞位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)的需求，在此基礎上，設計了細胞位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)并進行了可行性實驗研究。主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)細胞位姿調(diào)

3、節(jié)系統(tǒng)的要求，對細胞位姿調(diào)節(jié)運動進行了分析，確定了細胞位姿調(diào)節(jié)方法，并提出了系統(tǒng)的總體設計方案。對系統(tǒng)的圖像處理模塊，系統(tǒng)標定，路徑規(guī)劃以及細胞固定釋放方式進行了分析；⑵根據(jù)系統(tǒng)的總體設計方案進行了各部分的設計研究，包括細胞位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)末端執(zhí)行器的制作，Z軸軸向旋轉(zhuǎn)工作臺、X軸軸向旋轉(zhuǎn)工作臺以及微動平臺的設計與搭建。在此基礎上搭建了細胞位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)；⑶根據(jù)細胞位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能需求，對該系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行了設計，包括顯微圖像預處理的研究