技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置與監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：
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腫瘤細(xì)胞有絲分裂是細(xì)胞周期的重要過程，它的失敗可能會導(dǎo)致細(xì)胞死亡和染色體非整倍性，造成細(xì)胞周期失調(diào)以及腫瘤形成。細(xì)胞有絲分裂過程伴隨著細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、細(xì)胞形態(tài)的改變以及力學(xué)特征的變化。有絲分裂過程細(xì)胞形態(tài)的改變相對直觀，可以利用顯微成像技術(shù)進(jìn)行觀察，而細(xì)胞生物力學(xué)特性雖然已被證實(shí)在分裂、分化、遷移，以及腫瘤生長等相關(guān)過程中起重要作用，但是直接在單個(gè)活細(xì)胞上測量細(xì)胞的生物力學(xué)特性具有一定的技術(shù)難度和挑戰(zhàn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置與監(jiān)測方法，該腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置與監(jiān)測方法設(shè)計(jì)合理，利用它可以實(shí)現(xiàn)有絲分裂過程不同階段腫瘤細(xì)胞力學(xué)特征的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

本發(fā)明腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置，其特征在于：包括三維微調(diào)節(jié)載物臺、設(shè)在三維微調(diào)節(jié)載物臺上的細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置和位于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置中的細(xì)胞孵育器，所述細(xì)胞孵育器內(nèi)設(shè)有待測細(xì)胞樣品、位于待測細(xì)胞樣品旁側(cè)的位置敏感傳感探測器和生物力學(xué)特性探測器的傳感器末端，所述生物力學(xué)特性探測器的傳感器與生物力學(xué)特性探測器連接，所述細(xì)胞孵育器上方設(shè)有第一激光器和反射鏡，所述細(xì)胞孵育器下方依次設(shè)有物鏡、二色片、濾波片和會聚透鏡，所述物鏡下方還設(shè)有第二激光器，所述會聚透鏡下方設(shè)有ccd探測器以采集圖像信息，所述ccd探測器和位置敏感傳感探測器的采集信號與數(shù)據(jù)采集分析控制裝置連接。

進(jìn)一步的，上述生物力學(xué)特性探測器位于一三維調(diào)節(jié)控制裝置上。

進(jìn)一步的，上述細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置為一密閉的透明容器，該密閉的透明容器內(nèi)可調(diào)節(jié)溫度、濕度。

進(jìn)一步的，上述位置敏感傳感探測器為psd位置敏感傳感探測器。

使用腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置進(jìn)行的監(jiān)測方法，所述腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置包括三維微調(diào)節(jié)載物臺、設(shè)在三維微調(diào)節(jié)載物臺上的細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置和位于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置中的細(xì)胞孵育器，所述細(xì)胞孵育器內(nèi)設(shè)有待測細(xì)胞樣品、位于待測細(xì)胞樣品旁側(cè)的位置敏感傳感探測器和生物力學(xué)特性探測器的傳感器末端，所述生物力學(xué)特性探測器的傳感器與生物力學(xué)特性探測器連接，所述細(xì)胞孵育器上方設(shè)有第一激光器和反射鏡，所述細(xì)胞孵育器下方依次設(shè)有物鏡、二色片、濾波片和會聚透鏡，所述物鏡下方還設(shè)有第二激光器，所述會聚透鏡下方設(shè)有ccd探測器以采集圖像信息，所述ccd探測器和位置敏感傳感探測器的采集信號與數(shù)據(jù)采集分析控制裝置連接；監(jiān)測方法具體步驟：

(1)將待測細(xì)胞樣品放置于細(xì)胞孵育器上，然后將細(xì)胞孵育器置于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置中；

(2)調(diào)節(jié)細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置，使待測細(xì)胞樣品的周圍環(huán)境處于所需的實(shí)驗(yàn)條件；

(3)通過調(diào)節(jié)物鏡的聚光范圍，并利用ccd探測器對待測細(xì)胞樣品進(jìn)行觀察，獲得待觀測細(xì)胞的清晰圖像；

(4)通過生物力學(xué)特性探測器及其三維調(diào)節(jié)控制裝置，將生物力學(xué)特性探測器的傳感器末端置于細(xì)胞放置裝置正上方,但傳感器末端尚未與細(xì)胞外膜接觸；

(5)開啟第一激光器，調(diào)節(jié)反射鏡，校準(zhǔn)位置敏感傳感探測器上的光斑；

(6)通過調(diào)節(jié)三維調(diào)節(jié)控制裝置，使生物力學(xué)特性探測器傳感器末端處于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置所調(diào)控的待測樣品環(huán)境中，穩(wěn)定5-10分鐘，保證它與待測細(xì)胞樣品所處的環(huán)境一致；

(7)開啟第二激光器，讓其激光發(fā)出的激光束會經(jīng)物鏡輻照在待測細(xì)胞樣品上，反向的熒光信號經(jīng)過物鏡，并經(jīng)二色片，濾波片、會聚透鏡，最后到達(dá)ccd探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，實(shí)現(xiàn)對待測細(xì)胞樣品有絲分裂狀態(tài)觀察；

(8)當(dāng)觀察到細(xì)胞染色質(zhì)凝縮成染色體，即細(xì)胞處于有絲分裂前期m1；

(9)通過三維微調(diào)節(jié)載物臺，將待測細(xì)胞移至生物力學(xué)特性探測器傳感器末端的正下方；

(10)調(diào)節(jié)三維微調(diào)節(jié)載物臺，使待測細(xì)胞外膜與生物力學(xué)特性探測器傳感器末端的距離大約幾個(gè)微米；

(11)保持生物力學(xué)特性探測器傳感器末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂前期m1的生物力學(xué)特征；

(12)利用ccd探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測待測細(xì)胞樣品有絲分裂的狀態(tài)；

(13)當(dāng)觀察到細(xì)胞核膜破裂，即細(xì)胞處于有絲分裂前中期m2；

(14)保持生物力學(xué)特性探測器傳感末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂前中期m2的生物力學(xué)特征；

(15)利用ccd探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測待測細(xì)胞樣品有絲分裂的狀態(tài)；

(16)當(dāng)觀察到細(xì)胞染色體分布于赤道面時(shí)，即細(xì)胞處于有絲分裂中期m3；

(17)保持生物力學(xué)特性探測器傳感末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂中期m3的生物力學(xué)特征；

(18)利用ccd探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測待測細(xì)胞樣品有絲分裂的狀態(tài)；

(19)當(dāng)觀察到細(xì)胞染色體向兩極移動時(shí)，即細(xì)胞處于有絲分裂后期m4；

(20)保持生物力學(xué)特性探測器傳感末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂后期m4的生物力學(xué)特征。

通過以上步驟，即實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程不同階段細(xì)胞生物力學(xué)變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

本發(fā)明利用它可以實(shí)現(xiàn)有絲分裂過程不同階段細(xì)胞力學(xué)特征的實(shí)時(shí)監(jiān)測、進(jìn)而深入理解細(xì)胞有絲分裂過程中骨架結(jié)構(gòu)變化、胞內(nèi)外環(huán)境等因素對分裂過程的驅(qū)動、控制和影響，同時(shí)為細(xì)胞相關(guān)生命過程的生物力學(xué)機(jī)制認(rèn)知提供一種新方法。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的構(gòu)造示意圖；

圖2是待測細(xì)胞樣品的各階段示意圖；

1、位置敏感傳感探測器；2、反射鏡；3、第一激光器；4、生物力學(xué)特性探測器；41、三維調(diào)節(jié)控制裝置；5、待測細(xì)胞樣品；6、細(xì)胞孵育器；7、細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置；8、三維微調(diào)節(jié)載物臺；9、物鏡；10、二色片；11、第二激光器；12、濾波片；13、會聚透鏡；14、ccd探測器；15、數(shù)據(jù)采集分析控制裝置。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置包括三維微調(diào)節(jié)載物臺8、設(shè)在三維微調(diào)節(jié)載物臺8上的細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置7和位于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置中的細(xì)胞孵育器6，所述細(xì)胞孵育器6內(nèi)設(shè)有待測細(xì)胞樣品5、位于待測細(xì)胞樣品旁側(cè)的位置敏感傳感探測器1和生物力學(xué)特性探測器4的傳感器末端，所述生物力學(xué)特性探測器的傳感器與生物力學(xué)特性探測器連接，所述細(xì)胞孵育器上方設(shè)有第一激光器3和反射鏡2，所述細(xì)胞孵育器6下方依次設(shè)有物鏡9、二色片10、濾波片12和會聚透鏡13，所述物鏡9下方還設(shè)有第二激光器11，所述會聚透鏡13下方設(shè)有ccd探測器14以采集圖像信息，所述ccd探測器14和位置敏感傳感探測器1的采集信號與數(shù)據(jù)采集分析控制裝置15連接。

進(jìn)一步的，為了便于調(diào)節(jié)，上述生物力學(xué)特性探測器4位于一三維調(diào)節(jié)控制裝置41上。

進(jìn)一步的，上述細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置7為一密閉的透明容器，該密閉的透明容器內(nèi)可調(diào)節(jié)溫度、濕度。

進(jìn)一步的，上述位置敏感傳感探測器為psd位置敏感傳感探測器。

第一激光器3是激光二極管，其需要連接至電腦采集線上，生物力學(xué)特性探測器包括生物力學(xué)傳感測量與數(shù)據(jù)采集、控制，其需要連接至電腦采集線上，細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置包括co2以及溫度控制部件，ccd探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置是實(shí)現(xiàn)上述相應(yīng)模塊功能的程度控制、數(shù)據(jù)采集的計(jì)算機(jī)。

使用腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置進(jìn)行的監(jiān)測方法，所述腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程生物力學(xué)特征監(jiān)測裝置包括三維微調(diào)節(jié)載物臺、設(shè)在三維微調(diào)節(jié)載物臺上的細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置和位于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置中的細(xì)胞孵育器，所述細(xì)胞孵育器內(nèi)設(shè)有待測細(xì)胞樣品、位于待測細(xì)胞樣品旁側(cè)的位置敏感傳感探測器和生物力學(xué)特性探測器的傳感器末端，所述生物力學(xué)特性探測器的傳感器與生物力學(xué)特性探測器連接，所述細(xì)胞孵育器上方設(shè)有第一激光器和反射鏡，所述細(xì)胞孵育器下方依次設(shè)有物鏡、二色片、濾波片和會聚透鏡，所述物鏡下方還設(shè)有第二激光器，所述會聚透鏡下方設(shè)有ccd探測器以采集圖像信息，所述ccd探測器和位置敏感傳感探測器的采集信號與數(shù)據(jù)采集分析控制裝置連接；監(jiān)測方法具體步驟：

(1)將待測細(xì)胞樣品放置于細(xì)胞孵育器上，然后將細(xì)胞孵育器置于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置中；

(2)調(diào)節(jié)細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置，使待測細(xì)胞樣品的周圍環(huán)境處于所需的實(shí)驗(yàn)條件；

(3)通過調(diào)節(jié)物鏡的聚光范圍，并利用ccd探測器對待測細(xì)胞樣品進(jìn)行觀察，獲得待觀測細(xì)胞的清晰圖像；

(4)通過生物力學(xué)特性探測器及其三維調(diào)節(jié)控制裝置，將生物力學(xué)特性探測器的傳感器末端置于細(xì)胞放置裝置正上方,但傳感器末端尚未與細(xì)胞外膜接觸；

(5)開啟第一激光器，調(diào)節(jié)反射鏡，校準(zhǔn)位置敏感傳感探測器上的光斑；

(6)通過調(diào)節(jié)三維調(diào)節(jié)控制裝置，使生物力學(xué)特性探測器傳感器末端處于細(xì)胞生理?xiàng)l件控制裝置所調(diào)控的待測樣品環(huán)境中，穩(wěn)定5-10分鐘，保證它與待測細(xì)胞樣品所處的環(huán)境一致；

(7)開啟第二激光器，讓其激光發(fā)出的激光束會經(jīng)物鏡輻照在待測細(xì)胞樣品上，反向的熒光信號經(jīng)過物鏡，并經(jīng)二色片，濾波片、會聚透鏡，最后到達(dá)ccd探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，實(shí)現(xiàn)對待測細(xì)胞樣品有絲分裂狀態(tài)觀察；

(8)當(dāng)觀察到細(xì)胞染色質(zhì)凝縮成染色體，即細(xì)胞處于有絲分裂前期m1；

(9)通過三維微調(diào)節(jié)載物臺，將待測細(xì)胞移至生物力學(xué)特性探測器傳感器末端的正下方；

(10)調(diào)節(jié)三維微調(diào)節(jié)載物臺，使待測細(xì)胞外膜與生物力學(xué)特性探測器傳感器末端的距離大約幾個(gè)微米；

(11)保持生物力學(xué)特性探測器傳感器末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂前期m1的生物力學(xué)特征；

(12)利用ccd探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測待測細(xì)胞樣品有絲分裂的狀態(tài)；

(13)當(dāng)觀察到細(xì)胞核膜破裂，即細(xì)胞處于有絲分裂前中期m2；

(14)保持生物力學(xué)特性探測器傳感末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂前中期m2的生物力學(xué)特征；

(15)利用ccd探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測待測細(xì)胞樣品有絲分裂的狀態(tài)；

(16)當(dāng)觀察到細(xì)胞染色體分布于赤道面時(shí)，即細(xì)胞處于有絲分裂中期m3；

(17)保持生物力學(xué)特性探測器傳感末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂中期m3的生物力學(xué)特征；

(18)利用ccd探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測待測細(xì)胞樣品有絲分裂的狀態(tài)；

(19)當(dāng)觀察到細(xì)胞染色體向兩極移動時(shí)，即細(xì)胞處于有絲分裂后期m4；

(20)保持生物力學(xué)特性探測器傳感末端高度不變，通過位置敏感傳感探測器和數(shù)據(jù)采集分析控制裝置，獲得有絲分裂后期m4的生物力學(xué)特征。

通過以上步驟，即實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞有絲分裂過程不同階段細(xì)胞生物力學(xué)變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

本發(fā)明利用它可以實(shí)現(xiàn)有絲分裂過程不同階段細(xì)胞力學(xué)特征的實(shí)時(shí)監(jiān)測、進(jìn)而深入理解細(xì)胞有絲分裂過程中骨架結(jié)構(gòu)變化、胞內(nèi)外環(huán)境等因素對分裂過程的驅(qū)動、控制和影響，同時(shí)為細(xì)胞相關(guān)生命過程的生物力學(xué)機(jī)制認(rèn)知提供一種新方法。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。