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公开(公告)号：CN119716027A
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202411912347.3
申请日：2024-12-24
IPC: G01N33/487
Abstract: 本发明公开一种气压‑电压共同驱动的膜片钳高阻封接方法，属于细胞级别的显微操作技术领域，包括以下步骤：S1，建立膜片钳高阻封接过程中吸入细胞膜在吸持气压作用下受力模型；S2，建立膜片钳高阻封接过程中吸入细胞膜在外加电压作用下的受力模型；S3，基于前两步工作建立气压‑电压共同驱动下的膜片钳高阻封接过程动力学模型；S4，设计自适应滑模控制器对高阻封接过程的封接阻值进行追踪控制；S5，建立气压‑电压共同驱动的自动膜片钳高阻封接流程。本发明利用吸持气压和电压共同驱动膜片钳高阻封接流程，并建立自适应滑膜控制器对高阻封接过程的封接阻值进行追踪控制，最终提升高阻封接的效率，高阻封接成功率提升55％，封接阻值提升52％。
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公开(公告)号：CN117517633B
公开(公告)日：2024-12-10
申请号：CN202311493824.2
申请日：2023-11-10
IPC: G01N33/483
Abstract: 本发明公开了一种基于囊泡破裂过程检测的机器人化内面朝外膜片钳技术，涉及细胞级别的显微操作技术领域，具体包括S1：通过对囊泡形成和破裂的机制进行分析，使用反向验证法获得封接单层膜片的方法，从而验证获得了内面朝外的单层膜片；S2：设计换液装置，以用于保证换液过程的快速性和稳定性；S3：机器人化操作获得内面朝外的单层膜片。本发明通过对囊泡破裂过程的检测和快速换液装置的设计，首次在贴壁细胞上完成了机器人化的内面朝外单层膜片，对促进内面朝外膜片钳技术的推广应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN118604324A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410712844.2
申请日：2024-06-04
IPC: G01N33/483
Abstract: 本发明公开一种基于微管气压变化的细胞吸持和释放检测方法，涉及细胞操作技术领域，包括以下步骤：S1：通过微管对细胞进行吸持和释放，建立细胞吸持模型；S2：基于克拉伯龙方程对微管吸持和释放细胞前后的管内压强建模；S3：基于上述建模结果，通过对微管气压变化检测实现细胞的吸持和释放的检测；本发明通过对吸持和释放过程的细胞气压建模得到上述过程中微管内气压变化趋势，并利用该趋势实现了基于气压变化的细胞吸持和释放操作检测，实验结果表明，完成细胞吸持和释放检测成功率高，且操作之后的细胞发育能力不受影响，具有广泛的适用性；本发明对细胞吸持和释放检测摆脱了对显微视觉的依赖，显著促进细胞操作技术在上述场合中的推广应用。
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公开(公告)号：CN118325889A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410427291.6
申请日：2024-04-10
Abstract: 本发明提供一种机器人化定量穿孔破膜方法，属于显微操作领域，包括以下步骤：S1，根据细胞电生理特性建立穿孔膜片钳细胞电路模型；S2，通过上述模型推导出穿孔过程中测量电阻与微孔数量的关系；S3，通过对细胞施加周期性阶跃电压信号，推导出零状态响应下的跨膜电流与测量电阻之间的关系；S4，在此建模结果的基础上，结合机器人化穿孔膜片钳系统，通过阶跃电压输入零状态响应下的跨膜电流峰值对微孔数量进行实时反馈，据此对穿孔物质的释放进行闭环控制，实现机器人化定量穿孔破膜。本发明通过推导穿孔膜片钳细胞电路模型，克服了当前穿孔膜片钳穿孔程度难以量化的问题，定量穿孔破膜成功率达90％，平均穿孔速度为普通穿孔破膜方法的近两倍。
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公开(公告)号：CN117539148A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311493364.3
申请日：2023-11-10
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种膜片钳高阻封接动态建模与控制方法，涉及显微操作领域，具体包括以下步骤：S1：对膜片钳高阻封接动态过程的细胞进行受力分析，估计阻值随时间变化曲线；S2：实验并记录不同吸持压下封接阻值随时间变化数据；S3：利用自回归模型对不同吸持压下封接阻值随时间变化的数据进行模型辨识，得到封接阻值‑吸持压系统传递函数；S4：针对系统中存在很多无法确定的干扰的问题，设计自抗扰控制器，实现膜片钳高阻封接过程中吸持压的自抗扰控制。通过实验对本发明进行验证后，结果表明，本发明提出的方法中的高阻封接成功率较固定吸持压的方法提高了35％以上。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117260741A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311499988.6
申请日：2023-11-13
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种自动化双电极膜片钳操作方法，涉及细胞级别的显微操作技术领域，具体包括：S1：通过膜片钳双机械臂运动建模计算双电极尖端的工作空间；S2：通过深度学习算法对针尖的二维定位，获取双针在视野中的像素点坐标；S3：根据步骤S1中获得的双电极工作空间指导脑切片的摆放位置和步骤S2中针尖定位的方法，利用Qt Creator工具对双电极进行粗‑细‑精三个阶段的运动控制；S4：通过自动化程序控制双电极膜片钳移动并接触目标细胞表面。本发明利用深度学习目标检测方法在基于双臂运动学建模获取的工作空间下自动控制双电极接触目标细胞，实现平均操作时间为6分钟下的90％的接触成功率。
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公开(公告)号：CN117187038A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311176687.X
申请日：2023-09-13
Abstract: 本发明公开了一种力学‑电学导引的细胞自动转运方法，涉及细胞级别的显微操作技术领域，具体包括：S1：对微管接近和接触培养皿底的过程中皿底受力情况进行建模，实现力学导引的微管触底的自动检测；S2：对微管中细胞进行受力分析，确定拾取细胞所需的活塞运动速度；S3：对细胞进入微管前后的微管电阻进行建模，完成电学导引的吸持和注出自动判断；S4：基于上述工作，使用前期研制的细颈微针完成基于力学‑电学导引的不依赖视觉反馈的细胞自动转运。本发明中包括细胞转运的关键步骤都是在无视觉反馈条件下自动完成，首次实现了直径200微米以下家畜卵母细胞不依赖视觉反馈的转运，转运成功率达90％。
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公开(公告)号：CN116925911A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202310871945.X
申请日：2023-07-17
Abstract: 本发明提供了一种细胞极体的精准抽取方法，属于亚细胞级别的显微操作技术领域，包括以下步骤：S1：正负离焦图像做差，进行二值化后，利用极坐标信息完成极体的定位；S2：对极体进行受力分析，通过有限元仿真建模确定微针接近极体的运动轨迹；S3：微针刺入细胞，使用自抗扰控制器运动控制算法补偿微针运动过程中的扰动和误差，修正微针的运动轨迹，使微针沿着S2确定的运动轨迹接近极体；微针抽取极体。本发明对显微镜下处于吸持针固定状态下细胞的极体进行操作，无需对极体染色即可将微针移动适合去除极体的位置，避免了染色带来的光漂白和荧光场对微针运动和胞质去除量计算带来的困难，减少过量的胞质去除量对卵母细胞活性的伤害。
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公开(公告)号：CN116399502A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310431904.9
申请日：2023-04-21
Abstract: 本发明提供了一种基于微管电极电阻的细胞内压测量方法，属于细胞操作技术领域，包括步骤1：微管电极刺入细胞后，持续增大微管电极的注射气压的压强，并实时测量微管电极的电阻值，直至达到准稳定状态，记录此时的注射气压的压强P1，步骤2：将微管电极完全撤出细胞，使细胞内压通过伤口释放；步骤3：再次控制微管电极沿第一次的相同轨迹刺入细胞，采用步骤1相同的方法得到注射气压的压强P2；步骤4：P1和P2的差值为细胞内压值。本发明可以使用普通的电极电阻测量设备，无需微力传感器和具备闭环气压快速调节功能的专用设备；在操作者将吸持针和注射针移动至视野内以后，其余步骤均可自动完成，测量结果受操作者专业水平的影响较小。
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公开(公告)号：CN114134019B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202111445791.5
申请日：2021-11-30
Applicant: 南开大学
IPC: C12M1/26 , C12M1/36 , C12M1/34 , C12N5/075 , C03B23/04 , G06T7/13 , G06T7/136 , G06T7/62 , G06T7/90
Abstract: 本发明涉及一种快速单细胞转移用细颈微针及制备方法及细胞转运方法，其中：通过如下步骤实现单细胞快速转运：制备一根开口可以容纳细胞，细颈处可以卡住细胞的转运用细颈微针；利用细胞转运过程中微针细颈处显微图像的灰度变化，实现细胞的自动卡住与释放判断，在此基础上结合显微操作系统，建立机器人化的细胞自动转运流程，实现细胞快速转运。本发明通过实验确定所需细颈微针的形状并完成制作，进而根据细颈处的图像灰度变化实现细胞卡住与释放的自动判断，由于节省了吸入与释放过程中的细胞位置控制过程，实验结果表明单个细胞的转运速度是人工操作速度的3倍，操作成功率达95％。
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