專利名稱：一種可顯微觀察的回轉器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種回轉器，特別涉及一種可顯微觀察的回轉器。
背景技術：
回轉器是一種使受試樣品圍繞一個軸(通常是水平軸)旋轉的裝置，它既是一種古老的、目前又換發(fā)出新的生命力的設備。早在18世紀初，就有人用回轉器作為研究植物向地性的手段；從上世紀60年代人類進入航天時代以來，回轉器被廣泛用作模擬微重力生物效應的工具，作為細胞和組織培養(yǎng)的常用設備；隨著美國宇航局約翰遜空間中心發(fā)明的細胞培養(yǎng)裝置“旋轉灌流式”推廣應用后(美國公司生產出多種型號產品)，近十年來，在生物學的研究，特別是空間生物學和醫(yī)學工程研究中，由于該裝置可以實現三維培養(yǎng)和高密度培養(yǎng)，大大促進了細胞和組織培養(yǎng)研究的發(fā)展。
然而在這些培養(yǎng)設備中，其細胞或組織的生長、發(fā)育、分化過程是看不到的(對細胞而言，其大小在1～20μm范圍)，除非中途停下來，抽取部分樣品放在顯微鏡下進行觀察。顯然，這是很不方便的，對研究工作也不利。人們曾試圖把生物顯微鏡鏡頭對著回轉器中轉動的培養(yǎng)容器圓柱面來觀察內部的培養(yǎng)情況，因圓柱容器為曲面，效果很不好。若從培養(yǎng)容器的端面(通常是平面)觀察，不但要改造設備，效果也不理想。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有的細胞和組織培養(yǎng)用的回轉器運行過程中，培養(yǎng)物的不可視問題；而提供一種顯微觀察的回轉器。
本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明提供的可顯微觀察的回轉器，包括
一驅動電機及由該驅動電機驅動的固定于轉軸1上的轉動框架2；所述轉動框架2上裝有用以固定培養(yǎng)容器4的固定支架12，所述培養(yǎng)容器4與轉動框架2同軸轉動；還包括安裝在所述轉動框架2上用以給培養(yǎng)容器4提供照明的照明光源3；和安裝在所述轉動框架2上用以觀察培養(yǎng)容器4內生物樣品生長形態(tài)的生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器7；所述生物顯微系統(tǒng)由物鏡5和光路組成，其生物顯微系統(tǒng)的物鏡5對著培養(yǎng)容器4的觀察窗口，其光路輸出至所述CCD圖像傳感器7的靶面，所述CCD圖像傳感器7的輸出信號通過數據信號線14和固定在轉動框架2的導電滑環(huán)8連接至計算機15中的數據采集卡，計算機15對其進行處理并在計算機屏幕上顯示培養(yǎng)容器4內生物樣品動態(tài)生長形態(tài)的圖像；所述的轉軸1為空心轉軸，其外端通過旋轉耦合接頭與氣源相連通；其內端接有通入培養(yǎng)容器4的軟管，以對培養(yǎng)容器4供氣。
所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡5的工作距離為20mm，所述驅動電機為直流電機、步進電機或伺服電機。
本發(fā)明的優(yōu)點是，可通過計算機隨時觀察和記錄回轉器內細胞或組織的生長、變化過程，有利于更深入地了解和掌握細胞或組織培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)，為進一步控制影響細胞培養(yǎng)的因素提供條件。
附圖1為本發(fā)明的結構示意圖；其中轉軸1轉動框架2照明光源3培養(yǎng)容器4生物顯微系統(tǒng)的物鏡5 光路6CCD圖像傳感器7 導電滑環(huán)8樣品9芯子10 軟管11 固定支架12計算機15 數據信號線14 固定架13
具體實施例方式
本發(fā)明的可顯微觀察(可視化)的回轉器的結構如附圖1所示；包括一驅動電機及由該驅動電機驅動的固定于轉軸1上的轉動框架2；所述轉動框架2上裝有用以固定培養(yǎng)容器4的固定支架12，所述培養(yǎng)容器4與轉動框架2同軸轉動；還包括安裝在所述轉動框架2上用以給培養(yǎng)容器4提供照明的照明光源3；和安裝在所述轉動框架2上用以觀察培養(yǎng)容器4內生物樣品生長形態(tài)的生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器7；所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡5對著培養(yǎng)容器4的觀察窗口，生物顯微系統(tǒng)的光路輸出至所述CCD圖像傳感器7的靶面，所述CCD圖像傳感器7的輸出信號通過數據信號線14和固定在轉動框架2)的導電滑環(huán)8連接至計算機15中的數據采集卡，計算機15對其進行處理并在計算機屏幕上顯示培養(yǎng)容器4內生物樣品動態(tài)生長形態(tài)的圖像；所述的轉軸1為空心轉軸，其外端通過旋轉耦合接頭的與氣源相連通；其內端接有通入培養(yǎng)容器4的軟管，以對培養(yǎng)容器4供氣。
所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡5的工作距離為20mm。所述驅動電機為直流電機、步進電機或伺服電機。
如圖1所示，培養(yǎng)容器4為圓筒形培養(yǎng)容器，其端蓋為方形，通過一對固定支架12將培養(yǎng)容器4固定在旋轉框架2上，培養(yǎng)容器4中心線與旋轉框架2的中心線相重合。實驗樣品9在培養(yǎng)容器4內，生物顯微鏡頭5從圓筒形培養(yǎng)容器4的端面外對樣品9進行觀察，生物顯微系統(tǒng)的物鏡鏡頭上有調焦手輪可以進行焦距調節(jié)，當驅動電機帶動旋轉框架2旋轉時，旋轉框架2內的照明光源3、培養(yǎng)容器4、生物顯微系統(tǒng)、CCD圖像傳感器7都會隨之旋轉，培養(yǎng)容器4中的實驗樣品也同樣旋轉，這就實現了微重力生物效應的模擬；而照明光源、樣品和生物顯微鏡5以同一速度旋轉，它們之間是相對靜止的，構成了一套透射照明的生物顯微鏡系統(tǒng)，通過生物顯微系統(tǒng)的物鏡5能夠觀察到樣品的圖像，生物顯微系統(tǒng)的光路6由固定架13固定在旋轉框架2上，圖像經過光路傳送到CCD圖像傳感器7的靶面上，由CCD圖像傳感器7將圖像記錄，導電滑環(huán)8的作用就是實現靜止與轉動之間的信號轉換，CCD圖像傳感器7將圖像信號經過導電滑環(huán)最終傳送給計算機15中的數據采集卡，計算機15對其進一步記錄、分析和處理。觀察對象為生物樣品9，氣體交換用的芯子10就是給樣品提供所需氣體的，氣體由氣泵通過軟管11輸送到芯子內，進而交換到容器內部。
裝在轉軸上的驅動電機可為直流電機、步進電機或伺服電機；培養(yǎng)容器4的圓筒形內部空間充滿培養(yǎng)液及細胞樣品9，中心有一個氣體交換用的芯子10，氣體(可以是氧氣或空氣)通過軟管11與培養(yǎng)容器4相連通。培養(yǎng)容器4通過兩個固定支架12固定到轉動框架2上。照明光源5為生物顯微系統(tǒng)提供光源；生物顯微系統(tǒng)的物鏡5的工作距離為20mm，以保證能夠觀察到培養(yǎng)容器內部的細胞；通過固定架13固定到轉動框架2上的生物顯微系統(tǒng)與CCD組件7把觀察到的細胞圖像數字化，然后通過導電滑環(huán)經數據信號線14傳到計算機15上。工作時，驅動電機使轉動框架2轉動，轉動框架2帶著培養(yǎng)容器4和生物顯微鏡5一起轉動，由于培養(yǎng)容器4和生物顯微系統(tǒng)以同一轉速運動，處于相對靜止狀態(tài)，有利于清楚地觀察培養(yǎng)器4內的細胞情況；細胞在培養(yǎng)容器4內的生長、分化…情況通過光路系統(tǒng)、CCD組件和滑環(huán)8，經數據信號線14傳到計算機15上，研究人員可以從計算機屏幕顯示的圖像連續(xù)不斷地看到細胞的變化，從而解決了回轉器的可視化問題。
權利要求
1.一種可顯微觀察的回轉器，包括一驅動電機及由該驅動電機驅動的固定于轉軸(1)上的轉動框架(2)；所述轉動框架(2)上裝有用以固定培養(yǎng)容器(4)的固定支架(12)，所述培養(yǎng)容器(4)與轉動框架(2)同軸轉動；其特征在于，還包括安裝在所述轉動框架(2)上用以給培養(yǎng)容器(4)提供照明的照明光源(3)；和安裝在所述轉動框架(2)上用以觀察培養(yǎng)容器(4)內生物樣品生長形態(tài)的生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器(7)；所述生物顯微系統(tǒng)的物鏡(5)對著培養(yǎng)容器(4)的觀察窗口，生物顯微系統(tǒng)的光路輸出至所述CCD圖像傳感器(7)的靶面，所述CCD圖像傳感器(7)的輸出信號通過數據信號線(14)和固定在轉動框架(2)的導電滑環(huán)(8)連接至計算機(15)中的數據采集卡，計算機(15)對其進行處理并在計算機屏幕上顯示培養(yǎng)容器(4)內生物樣品動態(tài)生長形態(tài)的圖像；所述的轉軸(1)為空心轉軸，其外端通過旋轉耦合接頭與氣源相連通；其內端接有通入培養(yǎng)容器(4)的軟管對培養(yǎng)容器(4)供氣。
2.按權利要求1所述的可顯微觀察的回轉器，其特征在于，所述生物顯微鏡(5)的鏡頭工作距離為20mm。
3.按權利要求1所述的可顯微觀察的回轉器，其特征在于，所述驅動電機為直流電機、步進電機或伺服電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及的可顯微觀察的回轉器，包括驅動電機及由其驅動的固定于轉軸上的轉動框架；培養(yǎng)容器固定在轉動框架上與其同軸轉動；轉動框架上裝有照明、生物顯微系統(tǒng)和CCD圖像傳感器；生物顯微系統(tǒng)的物鏡頭對著培養(yǎng)容器的觀察窗口，其光路輸出至圖像傳感器的靶面，圖像傳感器的輸出信號通過數據信號線和固定在轉動框架的導電滑環(huán)連至計算機中的數據采集卡，進行處理并在屏幕上顯示生物樣品動態(tài)生長形態(tài)的圖像；空心轉軸外端通過旋轉耦合接頭與氣源相通；其內端接有軟管對培養(yǎng)容器供氣。本裝置可通過計算機隨時觀察和記錄回轉器內細胞或組織的生長、變化過程，利于了解、掌握和控制細胞或組織的培養(yǎng)。
文檔編號G02B21/00GK1834718SQ20051005521
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權日2005年3月16日
發(fā)明者蔣遠大, 張寶明, 張志遠 申請人:中國科學院空間科學與應用研究中心