本技術(shù)涉及醫(yī)學(xué)器械的，具體涉及一種類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、類器官是一種三維的擁有多譜系，復(fù)雜三級(jí)結(jié)構(gòu)的體外細(xì)胞培養(yǎng)物，類器官往往來(lái)源于成體干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、和腫瘤干細(xì)胞。通過(guò)細(xì)胞發(fā)育獲得而來(lái)的類器官不但可以重構(gòu)真實(shí)組織中的器官三維空間結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以構(gòu)建負(fù)責(zé)的細(xì)胞譜系組成和微環(huán)境結(jié)構(gòu)。

2、隨著發(fā)育生物學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)的類器官已從早期單一內(nèi)皮器官結(jié)構(gòu)的類器官轉(zhuǎn)發(fā)成為構(gòu)建復(fù)雜的，多組織的，高度結(jié)構(gòu)化的微型器官系統(tǒng)。更為負(fù)責(zé)的類器官系統(tǒng)在應(yīng)用場(chǎng)景下有更多的用途，在臨床應(yīng)用場(chǎng)景，復(fù)雜類器官技術(shù)可以為腫瘤等疾病病人提供更加全面的疾病模型。通過(guò)取樣病人病灶的細(xì)胞，體外構(gòu)建和病人擁有同樣遺傳背景的類器官模型。體外擴(kuò)增后的類器官模型可以替代病人本身測(cè)試不同藥物的治療效果，并選取效果最好的藥物用于病人的治療。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，復(fù)雜類器官可以提供組織復(fù)雜度高、結(jié)構(gòu)跟真實(shí)組織極為相似、遺傳背景人源相似性上優(yōu)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的疾病模型，用于篩選藥物，提高藥物研發(fā)的安全性和成功率。在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，復(fù)雜人源性類器官技術(shù)可以更好的模擬真實(shí)的人體組織，有望構(gòu)建人源性的器官替代物，從而完成組織或器官再生，并最終解決全球性的捐獻(xiàn)器官短缺問(wèn)題。

3、盡管復(fù)雜類器官技術(shù)在個(gè)體化醫(yī)療、藥物開(kāi)發(fā)、再生醫(yī)學(xué)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，同時(shí)，復(fù)雜類器官技術(shù)的應(yīng)用依然在技術(shù)水平存在著一定的局限性。由于該技術(shù)的使用需要高通量的類器官成像與檢測(cè)，在檢測(cè)端，由于類器官三維結(jié)構(gòu)復(fù)雜，細(xì)胞種類繁多，水凝膠包裹等特點(diǎn)，很難使用傳統(tǒng)的二維成像、生化檢測(cè)、和測(cè)序等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高通量的類器官檢測(cè)。同時(shí)，無(wú)論是臨床要求還是藥物研發(fā)需求，均需要不同條件的類器官的并行檢測(cè)。只有實(shí)現(xiàn)類器官高通量檢測(cè)，才有可能真正將類器官技術(shù)推向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，助力我國(guó)在類器官研究這一全新的生物醫(yī)學(xué)支柱領(lǐng)域領(lǐng)先全球。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置。該裝置通過(guò)在放置平臺(tái)的下方設(shè)置成像單元，適用于多種尺寸/規(guī)格的類器官培養(yǎng)芯片或培養(yǎng)器皿在培養(yǎng)或者藥敏測(cè)試后的實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，成像單元安裝在三軸平移平臺(tái)上，相較于傳統(tǒng)的類器官培養(yǎng)對(duì)單一種類的單塊類器官培養(yǎng)芯片進(jìn)行成像和檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)方位的實(shí)時(shí)成像。通過(guò)本實(shí)用新型的裝置解決類器官培養(yǎng)期間的實(shí)時(shí)，便捷高效成像的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，包括：放置平臺(tái)、成像單元以及三軸平移平臺(tái)；

3、所述成像單元設(shè)置在所述放置平臺(tái)的下方；其中，所述放置平臺(tái)的底面或底面部分區(qū)域?yàn)橥该鹘Y(jié)構(gòu)，用于放置類器官培養(yǎng)芯片；其中，所述成像單元包括物鏡，用于采集所述類器官培養(yǎng)芯片的像，且所述物鏡的位置不超過(guò)所述透明結(jié)構(gòu)在所述物鏡所在水平面上的正投影面積范圍；

4、所述成像單元安裝在所述三軸平移平臺(tái)上，所述三軸平移平臺(tái)用于調(diào)節(jié)所述成像單元對(duì)所述類器官培養(yǎng)芯片的成像位置。

5、進(jìn)一步地，所述成像單元還包括光路元件、反射鏡、光源和攝像頭；其中，所述光源為可見(jiàn)光或熒光激發(fā)光源；

6、所述反射鏡與所述攝像頭設(shè)置在同一直線上，且所述物鏡與所述反射鏡的鏡面形成的夾角與所述反射鏡的鏡面與所述攝像頭形成的夾角均為45度，使得所述類器官培養(yǎng)芯片的像通過(guò)所述物鏡到達(dá)所述反射鏡，并反射到所述攝像頭。

7、進(jìn)一步地，所述反射鏡為45度夾角反射鏡。

8、進(jìn)一步地，所述物鏡開(kāi)口處的兩側(cè)設(shè)置有所述光源。

9、進(jìn)一步地，在成像光路同一平面且垂直的方向設(shè)置有所述光源，用于形成輔助光路，通過(guò)垂直于所述成像光路方向水平平移，以進(jìn)行熒光光路和明場(chǎng)光路的切換；其中，所述成像光路為所述反射鏡與所述攝像頭所在的直線光路。

10、進(jìn)一步地，所述放置平臺(tái)為可組裝的轉(zhuǎn)配平臺(tái)，用于放置至少一個(gè)類器官培養(yǎng)芯片。

11、進(jìn)一步地，所述裝置還包括裝置操作集成單元；所述三軸平移平臺(tái)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與所述裝置操作集成單元連接。

12、總體而言，通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

13、(1)本實(shí)用新型提供的裝置中通過(guò)在放置平臺(tái)的下方設(shè)置成像單元，適用于多種尺寸/規(guī)格的類器官培養(yǎng)芯片或培養(yǎng)器皿在培養(yǎng)或者藥敏測(cè)試后的實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，成像單元安裝在三軸平移平臺(tái)上，相較于傳統(tǒng)的類器官培養(yǎng)對(duì)單一種類的單塊類器官培養(yǎng)芯片進(jìn)行成像和檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)方位的實(shí)時(shí)成像。

14、(2)本實(shí)用新型的裝置優(yōu)選通過(guò)明場(chǎng)和熒光場(chǎng)的雙模態(tài)成像，且成像系可編程在xyz軸移動(dòng)對(duì)類器官長(zhǎng)時(shí)實(shí)時(shí)成像，相較于常規(guī)類器官成像設(shè)備，成像檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)更便捷高效的操作。

15、(3)本實(shí)用新型的裝置優(yōu)選通過(guò)調(diào)節(jié)類器官培養(yǎng)的放置平臺(tái)的款式，以實(shí)現(xiàn)成多塊類器官培養(yǎng)芯片或培養(yǎng)皿的同時(shí)成像和監(jiān)控，從一塊芯片可拓展至6塊類器官培養(yǎng)芯片或類器官器皿，每個(gè)單元可以進(jìn)行單獨(dú)的成像和監(jiān)控，也可以串聯(lián)進(jìn)行多類器官培養(yǎng)芯片比較成像，從而實(shí)現(xiàn)可集成的大規(guī)模類器官培養(yǎng)芯片成像與檢測(cè)。

技術(shù)特征：

1.一種類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：放置平臺(tái)、成像單元以及三軸平移平臺(tái)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述成像單元還包括光路元件、反射鏡、光源和攝像頭；其中，所述光源為可見(jiàn)光或熒光激發(fā)光源；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述反射鏡為45度夾角反射鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述物鏡開(kāi)口處的兩側(cè)設(shè)置有所述光源。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，在成像光路同一平面且垂直的方向設(shè)置有所述光源，用于形成輔助光路，通過(guò)垂直于所述成像光路方向水平平移，以進(jìn)行熒光光路和明場(chǎng)光路的切換；其中，所述成像光路為所述反射鏡與所述攝像頭所在的直線光路。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述放置平臺(tái)為可組裝的轉(zhuǎn)配平臺(tái)，用于放置至少一個(gè)類器官培養(yǎng)芯片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還包括裝置操作集成單元；所述三軸平移平臺(tái)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與所述裝置操作集成單元連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于醫(yī)學(xué)器械領(lǐng)域，涉及一種類器官培養(yǎng)芯片成像檢測(cè)裝置。該裝置包括放置平臺(tái)、成像單元以及三軸平移平臺(tái)；成像單元設(shè)置在放置平臺(tái)的下方；其中，放置平臺(tái)的底面或底面部分區(qū)域?yàn)橥该鹘Y(jié)構(gòu)，用于放置類器官培養(yǎng)芯片；其中，成像單元包括物鏡，用于采集類器官培養(yǎng)芯片的像，且物鏡的位置不超過(guò)透明結(jié)構(gòu)在物鏡所在水平面上的正投影面積范圍；成像單元安裝在三軸平移平臺(tái)上，三軸平移平臺(tái)用于調(diào)節(jié)成像單元對(duì)類器官培養(yǎng)芯片的成像位置。該裝置適用于多種尺寸/規(guī)格的類器官培養(yǎng)芯片或培養(yǎng)器皿在培養(yǎng)或者藥敏測(cè)試后的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：李一偉,劉筆鋒,陳鵬,張明宇,鄧喆,齊?？?楊洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240229
技術(shù)公布日：2024/12/30