一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统的制作方法

1.本发明涉及细胞与组织培养技术领域，尤其涉及一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统。


背景技术：

2.在肿瘤和其他组织生长的研究中，类器官的体外培养发挥了重要作用，可以代替诸如pdx等动物移植的方法，进行方便、快速、低成本、无动物伦理风险的体外研究。将肿瘤或其他组织打散成类器官，或者由单细胞克隆生长长大的三维细胞团块，在体外进行培养，可以代替动物体内实验，反映在具体环境下某种细胞株或特定类器官的生长能力。
3.在体外利用培养皿对三维细胞与类器官进行培养时，往往需要利用摄像机构采集图像信息，从而监测三维细胞与类器官的培养情况。
4.但现有的三维细胞与类器官在体外培养时，往往是在培养皿的顶部固定设置摄像机构，从而进行图像信息的采集，采集范围较小，不能全面的监测三维细胞与类器官的培养情况。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统，解决现有技术中的现有的三维细胞与类器官在体外培养时，往往是在培养皿的顶部固定设置摄像机构，从而进行图像信息的采集，采集范围较小，不能全面的监测三维细胞与类器官的培养情况的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统，所述三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统包括成像箱体、透明基座、培养皿、光源、第一成像单元和第二成像单元，所述成像箱体的内部的底部设置有所述透明基座，所述透明基座的上方设置有所述培养皿，所述透明基座的内部设置有所述第一成像单元，所述成像箱体的内部的顶部设置有所述第二成像单元和所述光源；
7.所述第一成像单元包括转动盘、转动组件、支架、第一摄像头和第二摄像头，所述透明基座的内部的侧壁上设置有转动环，所述转动盘与所述转动环活动连接，所述转动盘的中心处设置有通孔，所述透明基座的内部的底部设置有所述转动组件和所述支架，所述支架远离所述透明基座的底部的一端设置有所述第一摄像头，所述第一摄像头位于所述通孔的内部，所述第一摄像头的输出端与所述培养皿的底部的中心处相对应，所述转动盘靠近所述透明基座的底部的一端设置有从动齿部，所述转动盘靠近所述培养皿的一端设置有所述第二摄像头，所述第二摄像头的输出端与所述培养皿的底部的圆周线相对应，所述转动组件的输出端与所述从动齿部相对应。
8.利用所述光源对所述成像箱体内的所述培养皿进行照明，启动所述第二成像单元对所述培养皿的顶部进行图像采集，利用所述第一摄像头对所述培养皿的底部的中心处进行图像采集，启动所述转动组件，通过所述从动齿部带动所述转动盘在所述转动环上转动，
使得所述第二摄像头沿所述培养皿的底部的圆周线进行旋转，从而利用所述第二摄像头对所述培养皿的底部进行全方位的图像信息采集，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
9.其中，所述转动组件包括第一伺服电机、第一齿轮减速箱和输出齿轮，所述第一伺服电机与所述透明基座的内部的底部拆卸连接，所述第一伺服电机的输出端设置有所述第一齿轮减速箱，所述第一齿轮减速箱的输出端设置有所述输出齿轮，所述输出齿轮与所述从动齿轮相啮合。
10.启动所述第一伺服电机，利用所述第一齿轮减速箱减缓所述第一伺服电机的输出转速后，带动所述输出齿轮转动，由于所述输出齿轮与所述从动齿部啮合，从而带动所述转动环转动。
11.其中，所述第二成像单元包括推动组件、滑动座、支撑架、安装座和第三摄像头，所述成像箱体的内部的顶部设置有滑轨和所述推动组件，所述滑动座与所述滑轨滑动连接，所述滑动座靠近所述滑轨的一端设置有连接板，所述滑动座远离所述滑动座的一端设置有所述支撑架，所述支撑架远离所述滑动座的一端设置有所述安装座，所述安装座上设置有所述第三摄像头，所述第三摄像头的输出端与所述培养皿的顶部相对应，所述推动组件的输出端与所述连接板相对应。
12.启动所述推动组件，通过所述连接板带动所述滑动座在所述滑轨上移动，从而调节所述第三摄像头的拍摄范围，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
13.其中，所述推动组件包括第二伺服电机、丝杆和丝杆套，所述第二伺服电机与所述成像箱体的内部的顶部拆卸连接，所述第二伺服电机的输出端设置有所述丝杆，所述丝杆上设置有所述丝杆套，所述丝杆套与所述连接板拆卸连接。
14.启动所述第二伺服电机，带动所述丝杆转动，由于所述丝杆套与所述连接板拆卸连接，从而带动所述滑动座在所述滑轨上平移。
15.其中，所述推动组件还包括支撑件，所述支撑件的一端与所述成像箱体的内部的顶部拆卸连接，所述支撑件的另一端套设在所述丝杆的外部，所述支撑件位于所述丝杆远离所述第二伺服电机的一端。
16.在所述丝杆远离所述第二伺服电机的一端设置所述支撑件，利用所述支撑件对所述丝杆进行支撑，从而避免所述丝杆与所述第二伺服电机的连接处受力过大，导致所述丝杆发生损坏。
17.其中，所述支撑架包括电动推杆、套管、第三伺服电机、输出轴和安装板，所述电动推杆的安装端与所述滑动座拆卸连接，所述电动推杆的输出端设置有所述套管，所述套管的内部设置有所述第三伺服电机，所述安装板的一端与所述套管活动连接，所述安装板的另一端设置有所述安装座，所述第三伺服电机的输出端设置有所述输出轴，所述输出轴上设置有卡块，所述安装板靠近所述套管的一侧设置有卡槽，所述卡块与所述卡槽相适配。
18.所述支撑架由所述电动推杆、所述套管、所述第三伺服电机、所述输出轴和所述安装板构成，利用所述电动推杆可以调节所述安装座的高度，从而调节所述第三摄像头与所述培养皿之间的距离，通过所述第三伺服电机，带动所述输出轴转动，从而带动所述安装板转动，使得所述安装座在所述培养皿的顶部做圆周运动，从而扩大所述第三摄像头的拍摄范围，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
19.本发明的一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统，包括成像箱体、透明基座、培养皿、光源、第一成像单元和第二成像单元，所述成像箱体的内部的顶部设置有所述第二成像单元和所述光源，所述第一成像单元包括转动盘、转动组件、支架、第一摄像头和第二摄像头，利用所述光源对所述成像箱体内的所述培养皿进行照明，启动所述第二成像单元对所述培养皿的顶部进行图像采集，利用所述第一摄像头对所述培养皿的底部的中心处进行图像采集，启动所述转动组件，通过所述从动齿部带动所述转动盘在所述转动环上转动，使得所述第二摄像头沿所述培养皿的底部的圆周线进行旋转，从而利用所述第二摄像头对所述培养皿的底部进行全方位的图像信息采集，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明提供的一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统的正视图。
22.图2是本发明提供的图1的a-a线的内部结构剖视图。
23.图3是本发明提供的图1的b-b线的内部结构剖视图。
24.图4是本发明提供的第一成像单元的结构示意图。
25.图5是本发明提供的第二成像单元的结构示意图。
26.图6是本发明提供的图5的a处的局部结构放大图。
27.1-成像箱体、2-透明基座、3-培养皿、4-光源、5-第一成像单元、51-转动盘、52-转动组件、521-第一伺服电机、522-第一齿轮减速箱、523-输出齿轮、53-支架、54-第一摄像头、55-第二摄像头、56-转动环、57-通孔、58-从动齿部、6-第二成像单元、61-推动组件、611-第二伺服电机、612-丝杆、613-丝杆套、614
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支撑件、62-滑动座、63-支撑架、631-电动推杆、632-套管、633-第三伺服电机、 634-输出轴、635-安装板、6351-板体、6352-翻转框、636-卡块、637-卡槽、638
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翻转组件、6381-第三伺服电机、6382-第二齿轮减速箱、6383-联轴器、64-安装座、641-转动轴、642-连接体、643-安装块、65-第三摄像头、66-滑轨、67-连接板。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限
制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.请参阅图1至图6，本发明提供一种三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统，所述三维细胞与类器官体外生长无侵入式成像系统包括成像箱体1、透明基座2、培养皿3、光源4、第一成像单元5和第二成像单元6，所述成像箱体1的内部的底部设置有所述透明基座2，所述透明基座2的上方设置有所述培养皿3，所述透明基座2的内部设置有所述第一成像单元5，所述成像箱体1的内部的顶部设置有所述第二成像单元6和所述光源4；
31.所述第一成像单元5包括转动盘51、转动组件52、支架53、第一摄像头 54和第二摄像头55，所述透明基座2的内部的侧壁上设置有转动环56，所述转动盘51与所述转动环56活动连接，所述转动盘51的中心处设置有通孔57，所述透明基座2的内部的底部设置有所述转动组件52和所述支架53，所述支架 53远离所述透明基座2的底部的一端设置有所述第一摄像头54，所述第一摄像头54位于所述通孔57的内部，所述第一摄像头54的输出端与所述培养皿3的底部的中心处相对应，所述转动盘51靠近所述透明基座2的底部的一端设置有从动齿部58，所述转动盘51靠近所述培养皿3的一端设置有所述第二摄像头 55，所述第二摄像头55的输出端与所述培养皿3的底部的圆周线相对应，所述转动组件52的输出端与所述从动齿部58相对应。
32.在本实施方式中，利用所述光源4对所述成像箱体1内的所述培养皿3进行照明，启动所述第二成像单元6对所述培养皿3的顶部进行图像采集，利用所述第一摄像头54对所述培养皿3的底部的中心处进行图像采集，启动所述转动组件52，通过所述从动齿部58带动所述转动盘51在所述转动环56上转动，使得所述第二摄像头55沿所述培养皿3的底部的圆周线进行旋转，从而利用所述第二摄像头55对所述培养皿3的底部进行全方位的图像信息采集，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
33.进一步的，所述转动组件52包括第一伺服电机521、第一齿轮减速箱522 和输出齿轮523，所述第一伺服电机521与所述透明基座2的内部的底部拆卸连接，所述第一伺服电机521的输出端设置有所述第一齿轮减速箱522，所述第一齿轮减速箱522的输出端设置有所述输出齿轮523，所述输出齿轮523与所述从动齿轮相啮合。
34.在本实施方式中，启动所述第一伺服电机521，利用所述第一齿轮减速箱 522减缓所述第一伺服电机521的输出转速后，带动所述输出齿轮523转动，由于所述输出齿轮523与所述从动齿部58啮合，从而带动所述转动环56转动。
35.进一步的，所述第二成像单元6包括推动组件61、滑动座62、支撑架63、安装座64和第三摄像头65，所述成像箱体1的内部的顶部设置有滑轨66和所述推动组件61，所述滑动座62与所述滑轨66滑动连接，所述滑动座62靠近所述滑轨66的一端设置有连接板67，所述滑动座62远离所述滑动座62的一端设置有所述支撑架63，所述支撑架63远离所述滑动座62的一端设置有所述安装座64，所述安装座64上设置有所述第三摄像头65，所述第三摄像头65的输出端与所述培养皿3的顶部相对应，所述推动组件61的输出端与所述连接板67 相对应，所述推动组件61包括第二伺服电机611、丝杆612和丝杆套613，所述第二伺服电机611与所述成像箱体1的内部的顶部拆卸连接，所述第二伺服电机611的输出端设置有所述丝杆612，所述丝杆612上设置有所述丝杆套613，所述丝杆套613与所述连接板67拆卸连接。
36.在本实施方式中，启动所述第二伺服电机611，带动所述丝杆612转动，由于所述丝杆套613与所述连接板67拆卸连接，从而带动所述滑动座62在所述滑轨66上平移，从而调节
所述第三摄像头65的拍摄范围，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
37.进一步的，所述推动组件61还包括支撑件614，所述支撑件614的一端与所述成像箱体1的内部的顶部拆卸连接，所述支撑件614的另一端套设在所述丝杆612的外部，所述支撑件614位于所述丝杆612远离所述第二伺服电机611 的一端。
38.在本实施方式中，在所述丝杆612远离所述第二伺服电机611的一端设置所述支撑件614，利用所述支撑件614对所述丝杆612进行支撑，从而避免所述丝杆612与所述第二伺服电机611的连接处受力过大，导致所述丝杆612发生损坏。
39.进一步的，所述支撑架63包括电动推杆631、套管632、第三伺服电机633、输出轴634和安装板635，所述电动推杆631的安装端与所述滑动座62拆卸连接，所述电动推杆631的输出端设置有所述套管632，所述套管632的内部设置有所述第三伺服电机633，所述安装板635的一端与所述套管632活动连接，所述安装板635的另一端设置有所述安装座64，所述第三伺服电机633的输出端设置有所述输出轴634，所述输出轴634上设置有卡块636，所述安装板635靠近所述套管632的一侧设置有卡槽637，所述卡块636与所述卡槽637相适配。
40.在本实施方式中，所述支撑架63由所述电动推杆631、所述套管632、所述第三伺服电机633、所述输出轴634和所述安装板635构成，利用所述电动推杆631可以调节所述安装座64的高度，从而调节所述第三摄像头65与所述培养皿3之间的距离，通过所述第三伺服电机633，带动所述输出轴634转动，从而带动所述安装板635转动，使得所述安装座64在所述培养皿3的顶部做圆周运动，从而扩大所述第三摄像头65的拍摄范围，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
41.进一步的，所述安装板635包括板体6351、翻转框6352和翻转组件638，所述板体6351与所述套管632活动连接，所述翻转框6352与所述板体6351拆卸连接，并位于所述板体6351远离所述套管632的一端，所述安装座64与所述翻转框6352活动连接，所述板体6351上设置有所述翻转组件638，所述翻转组件638的输出端与所述安装座64相对应。
42.在本实施方式中，启动所述翻转组件638，带动所述安装座64在所述翻转框6352上翻转，从而调节所述安装座64的倾斜角度，进而调节所述第三摄像头65的拍摄角度，能够更加全面的监测三维细胞与类器官体外培养情况。
43.进一步的，所述安装座64包括转动轴641、连接体642和安装块643，所述连接体642的一端与所述转动轴641固定连接，所述连接体642的另一端与所述安装块643固定连接，所述安装块643上设置有所述第三摄像头65，所述翻转组件638的输出端与所述转动轴641相对应。
44.在本实施方式中，启动所述翻转组件638，带动所述转动轴641转动，从而调节所述安装块643的倾斜角度，所述转动轴641和所述安装块643均与所述连接体642固定连接，制造时采用一体成型技术制成，结构更加牢固。
45.进一步的，所述翻转组件638包括第四伺服电机6381、第二齿轮减速箱6382 和联轴器6383，所述第四伺服电机6381与所述板体6351拆卸连接，所述第四伺服电机6381的输出端设置有所述第二齿轮减速箱6382，所述第二齿轮减速箱 6382的输出端设置有所述联轴器6383，所述联轴器6383与所述转动轴641相对应。
46.在本实施方式中，启动所述第四伺服电机6381，利用所述第二齿轮减速箱 6382减缓所述第四伺服电机6381的输出转速后，通过所述联轴器6383带动所述转动轴641转动。
47.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。