用于细胞均匀成像的照明系统及细胞成像系统的制作方法

本技术涉及细胞成像领域，特别涉及用于细胞均匀成像的照明系统及细胞成像系统。

背景技术：

1、细胞培养通常会使用带有若干个孔的细胞培养器材，在培养的过程中想要对细胞进行观察需要对位于孔中的细胞进行成像，但是细胞是放置在培养液中进行培养的，而孔中的培养液受液体表面张力作用，会与孔壁形成凹形液面，当照明光照射细胞培养器材时，由于凹液面形成类似凹透镜的效果，使照明光束分散，边沿光线产生角度，中心区域光线正常照明，从而出现照明区域边沿发暗，中心亮的情况，这会导致细胞成像出现明显的不均匀的情况，为解决此问题，对照明区域边沿进行补光的照明系统应运而生。

2、现有技术如公开号为cn110062599a的中国专利公开的利用光源阵列的透射照明成像，其中公开了一种用于透射照明成像的系统，包括：多井样品保持器，其包括多个井，所述多个井中的一个井具有底板并容纳有样品，所述样品包括生物细胞和形成弯月面的液体或半固体培养基；平台，其支撑所述多井样品保持器；辐照子系统，其包括光源的阵列，所述光源中的至少一个相对于所述系统的光轴在侧向上偏移，所述光源构造为产生以彼此不同的取向入射到所述弯月面上的各个光束的光；物镜，其收集光；成像检测器，其构造为检测一个或多个图像，所述一个或多个图像利用收集到的光形成并表示包括所述底板的外周的至少一部分在内的相同视场；以及处理器，其构造为通过所述光源的两个或更多子组的相对于彼此的差别激励，来控制来自所述两个或更多子组的光对所述一个或多个图像的比例贡献，以补偿由所述弯月面产生的折射并改善对比度。

3、但是上述专利提供的投射照明成像系统在具体使用时，由于光源阵列数量多，会同时拍摄两张不同亮度的照片后再对照片进行合成后得出结果，导致使用此系统成本较高且难度大。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了用于细胞均匀成像的照明系统及细胞成像系统。

2、一种用于细胞均匀成像的照明系统，包括相离设置的光源与细胞培养器材，且所述细胞培养器材设于光源的照明范围内，所述光源与细胞培养器材之间设有用于收集光线的集光透镜组和用于聚焦光线的聚光透镜组，且所述集光透镜组靠近光源设置，所述照明系统还包括设于光源与细胞培养器材之间的led模块；

3、所述led模块包括底板以及设于底板上的若干个led灯，所述底板上设有用于供光源发射出的光线穿过的避让孔，所述若干个led灯在底板上成环状均匀设置，所述led模块连接有电路板，通过控制电路板上的电信号控制各led灯的开闭状态。

4、具体的，由于底板上设置有避让孔，所述光源发射出的光线能够顺利的穿过避让孔对细胞培养器材进行照明，同时利用led模块的led灯对光源的照明区域的边沿进行补光，两者结合使得细胞成像时的整体亮度更加均匀，同时由于led灯设置有多个，可通过调节电路板上的信号控制各led灯的开闭，也就是说可以根据实际的情况进行针对性的补光。

5、优选的，所述led模块放置于照明系统的视场光阑所在的位置。

6、具体的，此种放置位置led灯能有效照明细胞培养器材的各孔底凹液面发黑处。

7、优选的，所述底板为环状，环状的底板的内圈和外圈为同心圆；环状的底板的中轴线与光源的中轴线在竖直方向上重合。

8、具体的，此种结构下，底板的避让孔仅有一个，且该避让孔设置在底板的中心，而底板的中轴线与光源的中轴线重合，因此光源发射出的光线从底板中心的避让孔穿过照射在细胞培养器材上，而led灯成环状均匀布置在底板上，即各led灯是环绕着光源的中轴线均匀布置的，因此led灯主要照射的区域环绕光源的中心即为细胞培养器材的各孔底发暗的区域。

9、优选的，所述细胞培养器材上设有若干个用于培养细胞的孔，所述led灯发射出的光线向着其所照明的孔的中心倾斜。

10、具体的，由于led灯所发射出的光线也会因为孔内培养液形成的凹液面发生向着远离孔的中心方向的折射，为了使led灯所发射出的光线能顺利的对孔底发暗区域进行补光，调整led灯使其发射出的光线向着其所照射的孔的中心倾斜，进而实现了led灯发射出的光线经过凹液面的折射后依然能够对指定的孔底的发暗区域进行补光。

11、优选的，所述led灯发射出的光线与竖直方向的夹角为10-20°。

12、具体的，由于各孔内培养液的体积存在区别，因此凹液面的凹陷程度也存在一定的区别，故而led灯发射出的光线与竖直方向的夹角大小需根据实际的情况在10-20°之间进行调整。

13、优选的，所述led灯的排布直径为24-28mm。

14、具体的，细胞培养器材上的孔存在各种不同的尺寸，led灯的排布直径可根据孔的尺寸在24-28mm之间进行调整，使得led灯发射出的光线能对发暗区域进行针对性补光，并和光源配合实现照明效果最优化。

15、优选的，所述集光透镜组包括向着远离光源的方向依次设置的第一平凸透镜和第一双凸透镜，且所述第一平凸透镜的平面靠近光源；

16、所述聚光透镜组包括向着靠近细胞培养器材方向依次设置的平凹透镜、第二双凸透镜和第二平凸透镜，且所述第二平凸透镜的平面靠近细胞培养器材、平凹透镜的平面靠近第二双凸透镜。

17、具体的，最简单的集光透镜组仅有一个平凸透镜即可，且该平凸透镜的平面靠近光源；最简单的聚光透镜组仅有一个平凸透镜即可，且该平凸透镜的平面远离光源。

18、优选的，所述第一平凸透镜的厚度为9.6-14.4mm，且采用折射率为1.52，阿贝数为58.3的玻璃制成；所述第一双凸透镜的厚度为6.2-9.2mm，且采用折射率为1.54，阿贝数为59.71的玻璃制成。

19、所述平凹透镜的厚度为2-3mm，所述第二双凸透镜的厚度为13.5-20.2mm，所述第二平凸透镜的厚度为11.8-17.7mm，且所述平凹透镜、第二双凸透镜和第二平凸透镜均采用折射率为1.51，阿贝数为64.20的玻璃制成。

20、一种细胞成像系统，采用如上任一项所述的用于细胞均匀成像的照明系统。

21、与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：

22、利用光源发射出的光线主要照明孔底的中心区域，利用环绕光源中轴线布置的led灯对孔底的边缘区域进行照明，同时各led灯的开闭状态以及所发射出的光线的角度均可根据实际情况进行调整，光源和led灯进行配合实现了提升孔底照明的均匀度的，进而达到了提高细胞成像时各处亮度的一致性的目的；同时各led灯均设置在底板上，led模块的装配和位置调整十分便利，具有良好的实用性。

技术特征：

1.一种用于细胞均匀成像的照明系统，包括相离设置的光源与细胞培养器材，且所述细胞培养器材设于光源的照明范围内，其特征在于，所述光源与细胞培养器材之间设有用于收集光线的集光透镜组和用于聚焦光线的聚光透镜组，且所述集光透镜组靠近光源设置，所述照明系统还包括设于光源与细胞培养器材之间的led模块；

2.根据权利要求1所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述led模块放置于照明系统的视场光阑所在的位置。

3.根据权利要求1或2所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述底板为环状，环状的底板的内圈和外圈为同心圆。

4.根据权利要求3所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，环状的底板的中轴线与光源的中轴线在竖直方向上重合。

5.根据权利要求1所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述细胞培养器材上设有若干个用于培养细胞的孔，所述led灯发射出的光线向着其所照明的孔的中心倾斜。

6.根据权利要求5所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述led灯的发射出的光线与竖直方向的夹角为10-20°。

7.根据权利要求1所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述led灯的排布直径为24-28mm。

8.根据权利要求2所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述集光透镜组包括向着远离光源的方向依次设置的第一平凸透镜和第一双凸透镜，且所述第一平凸透镜的平面靠近光源。

9.根据权利要求8所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述第一平凸透镜的厚度为9.6-14.4mm，且采用折射率为1.52，阿贝数为58.3的玻璃制成；所述第一双凸透镜的厚度为6.2-9.2mm，且采用折射率为1.54，阿贝数为59.71的玻璃制成。

10.根据权利要求2或8所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述聚光透镜组包括向着靠近细胞培养器材方向依次设置的平凹透镜、第二双凸透镜和第二平凸透镜，且所述第二平凸透镜的平面靠近细胞培养器材、平凹透镜的平面靠近第二双凸透镜。

11.根据权利要求10所述的用于细胞均匀成像的照明系统，其特征在于，所述平凹透镜的厚度为2-3mm，所述第二双凸透镜的厚度为13.5-20.2mm，所述第二平凸透镜的厚度为11.8-17.7mm，且所述平凹透镜、第二双凸透镜和第二平凸透镜均采用折射率为1.51，阿贝数为64.20的玻璃制成。

12.一种细胞成像系统，其特征在于，采用如权利要求1-11任一项所述的用于细胞均匀成像的照明系统。

技术总结本技术公开用于细胞均匀成像的照明系统及细胞成像系统，其中公开了用于细胞均匀成像的照明系统，包括相离设置的光源与细胞培养器材，且细胞培养器材设于光源的照明范围内，光源与细胞培养器材之间设有集光透镜组和聚光透镜组，且集光透镜组靠近光源设置，照明系统还包括设于光源与细胞培养器材之间的LED模块；LED模块包括底板以及设于底板上的若干个LED灯，底板上设有用于供光源发射出的光线穿过的避让孔，若干个LED灯在底板上成环状均匀设置，LED模块连接有电路板，通过控制电路板上的电信号控制各LED灯的开闭状态。本技术还公开了细胞成像系统，采用前述的用于细胞均匀成像的照明系统。技术研发人员：史振志,吕宏红,杨世敬,何一东,李宇键受保护的技术使用者：广州市艾贝泰生物科技有限公司技术研发日：20231130技术公布日：2024/7/23