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公开(公告)号：CN111652848A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010376359.4
申请日：2020-05-07
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开机器人化的贴壁细胞三维定位方法，包括以下步骤：微针针尖的三维定位：对微针针尖进行垂直定位和水平定位；贴壁细胞的水平定位：利用显微镜对贴壁细胞进行自动聚焦，再利用正负方向的细胞离焦图像定位贴壁细胞水平位置，确定每个贴壁细胞的中心位置；贴壁细胞的垂直定位：微针针尖从目标细胞中心位置上方下降，微针阻值超过一定数值时，认为微针接触到贴壁细胞的上表面，完成贴壁细胞的垂直定位。本发明定位过程中无需人为干预，实现了贴壁细胞的全自动三维定位；细胞水平定位的成功率和误差分别是94.7％和0.3μm，细胞垂直定位的精度是0.2μm，在贴壁细胞膜片钳封接应用中，细胞封接的成功率可以达到80％，定位速度和准确率都要高于现有技术。
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公开(公告)号：CN105631240A
公开(公告)日：2016-06-01
申请号：CN201610011009.1
申请日：2016-01-07
Applicant: 南开大学
IPC: G06F19/12 , G01N15/10 , G01N33/483 , G01N33/487 , G01N33/50
CPC classification number: G06F19/12 , G01N15/10 , G01N33/4833 , G01N33/48728 , G01N33/5005 , G01N33/5091 , G01N2015/1006
Abstract: 本发明提供了一种基于微管吸持法的批量测量细胞透明带杨氏模量方法，该方法加入了一个“收集传输”微针，集中进行多个细胞的收集，从而减少了测量细胞透明带弹性的过程中收集细胞所用的时间，然后根据成熟的Shell模型进行杨氏模量的计算。该方法包括：通过“收集传输”微针进行多个细胞的收集；通过“收集传输”微针将细胞传输到“显微视野”，通过帧差法检测细胞是否已经传输到了视野范围内，通过“吸持”微针对传输到的细胞进行捕获；“吸持”微针开始进行吸持，并获得卵母细胞的形变量以及作用在细胞上的力，进而通过Shell模型求得杨氏模量；给予“吸持”微针正压并将已测完弹性的细胞移出显微视野进行下一个细胞的弹性测量。
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公开(公告)号：CN114134021B
公开(公告)日：2023-12-26
申请号：CN202111455703.X
申请日：2021-11-30
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种无视觉反馈的单细胞自动转运方法，包括如下步骤：S1，通过微管堵塞实验，确定细胞卡住时产生可检测的管内压强变化下所需的微管内径范围；S2，筛选直径大于该范围内最小微管内径的细胞类型作为无视觉反馈单细胞自动转运方法的适用对象；S3，制作适用于步骤S2所确定的细胞类型的转运用双层微管；S4，进行细胞吸入与注出实验，确定细胞被卡住以及注出过程中双层微管内的压强变化曲线；S5，建立机器人化的无视觉反馈细胞转运流程，实现细胞自动转运。本发明通过微管堵塞实验和待操作细胞尺寸确定双层微管的内层和外层微管内径，并根据双层微管卡住与注出细胞过程中管内的压强变化曲线，首次实现了无视觉反馈的机器人化单细胞转运。
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公开(公告)号：CN114134021A
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202111455703.X
申请日：2021-11-30
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种无视觉反馈的单细胞自动转运方法，包括如下步骤：S1，通过微管堵塞实验，确定细胞卡住时产生可检测的管内压强变化下所需的微管内径范围；S2，筛选直径大于该范围内最小微管内径的细胞类型作为无视觉反馈单细胞自动转运方法的适用对象；S3，制作适用于步骤S2所确定的细胞类型的转运用双层微管；S4，进行细胞吸入与注出实验，确定细胞被卡住以及注出过程中双层微管内的压强变化曲线；S5，建立机器人化的无视觉反馈细胞转运流程，实现细胞自动转运。本发明通过微管堵塞实验和待操作细胞尺寸确定双层微管的内层和外层微管内径，并根据双层微管卡住与注出细胞过程中管内的压强变化曲线，首次实现了无视觉反馈的机器人化单细胞转运。
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公开(公告)号：CN114134019A
公开(公告)日：2022-03-04
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112080387B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202010862099.1
申请日：2020-08-25
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种基于细胞核位置动态漂移建模的细胞核操作方法，包括以下步骤：离线标定细胞核相对于极体的三维分布；通过三维有限元建模获得细胞核相对于微针位置的动态漂移轨迹；利用因析设计法确定细胞核位置动态漂移的主导影响因素；对微针胞内移动参数与细胞核位置动态漂移轨迹参数的关系进行拟合，确定接近细胞核所需的微针轨迹，由控制器控制微针沿确定的轨迹在胞内移动并接近细胞核并完成相应操作。利用本发明所述的细胞核操作方法，进行去核操作，可自动控制胞内运动轨迹及胞质去除量。相较人工去核操作，相同去核成功率下胞质去除量减少60％，家猪克隆胚胎卵裂率提升近一倍。
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公开(公告)号：CN111595508B
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202010376357.5
申请日：2020-05-07
Applicant: 南开大学
IPC: G01L11/00
Abstract: 本发明公开一种细胞内压的测量方法，包括以下步骤：确定微管刺入细胞后的运动过程中细胞形变恢复到初始状态程度最高的时刻；根据微管内液体的毛细压和注射气压计算出当前细胞内部的压力；计算微管刺入前后细胞内部的体积变化量；通过微管刺入前后细胞内部的体积变化比和当前细胞内部的压力计算初始的细胞内压。本发明利用刺入细胞的微管内液体感知细胞内压，通过图像处理检测出细胞的形变、微管内液面接触角和液面移动距离，然后通过平衡压模型计算初始细胞内压。本发明对实验设备要求简单，对细胞的损伤小，并且不影响后续对细胞的操作；可以有效地检测出细胞的初始内压，平均速度为每个细胞2分钟。
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公开(公告)号：CN112852885A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110102447.X
申请日：2021-01-26
Applicant: 南开大学
IPC: C12N15/89
Abstract: 本发明提出了一种被动显微注射方法，该方法在装入注射液的注射微针内提供气压以平衡微针管内虹吸效应，向撤针方向快速移动注射微针，微针内的液体会被甩出，达到显微注射的目的。这种被动显微注射方法可通过调节注射微针移动速度、移动时间以及微针开口半径来控制注射量；注射体积随注射微针移动速度增大而线性增大，随微针移动时间增大而近似对数曲线增大，随微针开口半径增大而近似指数曲线增大。这种被动注射方法可应用于细胞显微注射，在注射过程中仅提供细胞内压大小的平衡压，不提供额外正压，可有效降低注射过程对细胞造成的伤害。
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公开(公告)号：CN111944852A
公开(公告)日：2020-11-17
申请号：CN202010861832.8
申请日：2020-08-25
Applicant: 南开大学
IPC: C12N15/877 , C12N5/075 , G06F30/23
Abstract: 本发明涉及一种基于细胞朝向的定量去核方法，包括以下步骤：S1，对细胞核抽取过程有限元建模确定去核所需胞质去除量在关于细胞核-微针相对位置下的分布；S2，对细胞核进行染色在荧光场下定位细胞核相对于极体的三维分布范围；S3，结合以上两步结果确定一个极体在焦平面上点位作为去核操作时的细胞朝向；S4，转动细胞至该方向吸取定量胞质进行去核。本发明利用细胞核抽取过程的有限元建模与离线确定的细胞核相对于极体三维分布范围确定去核时的极体点位，自动控制胞质去除量，可实现10％去核量下96％的去核成功率。
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公开(公告)号：CN111832191A
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN202010747432.4
申请日：2020-07-29
Applicant: 南开大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10
Abstract: 本发明涉及一种基于生长域的微管内增量式细胞质速度场检测结果是否准确，真实有效的评估方法，所述评估方法基于以下步骤实现：S1，定义微管内增量式细胞质的生长域；S2，基于生长域建立微管内增量式细胞质的位移关系模型；S3，基于步骤S2所建立的位移关系模型，检测微管内增量式细胞质的速度场；S4，通过图像灰度误差对步骤S3计算得到的速度场的真实性进行评估。其中，所述的评估方法通过定义微管内增量式细胞质的生长域，并基于该生长域进行胞质定义域内质点的位移关系建模，然后通过该位移关系模型，计算微管内细胞质的速度场、灰度值以及灰度值误差，该灰度值误差可以对微管内增量式细胞质速度场的准确性、有效性进行评估。
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