一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电子测试设备技术领域，尤其涉及一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统及方法。一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，包括：中央处理器、显微镜、用于采集样品和传感器位置信息并可成像、截图的摄像装置、选择性离子传感器、用于控制和驱动选择性离子传感器的驱动装置。所述中央处理器用于接收摄像装置与选择性离子传感器反馈的信号，并按设定的触发条件驱动选择性离子传感器开始运行。还提供了一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的方法，通过中央处理器、驱动装置、摄像装置与选择性离子传感器的配合，采用自动化或半自动化的方式对样品外部微区环境进行检测，并将数据换算为颜色RGB值，最终以不同的颜色展现样品外部微区环境中的浓度梯度变化。展现样品外部微区环境中的浓度梯度变化。展现样品外部微区环境中的浓度梯度变化。

【技术实现步骤摘要】
一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统及方法


[0001]本专利技术涉及电子测试设备
，尤其涉及一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统及方法。

技术介绍

[0002]浓度梯度，是指当界面两侧溶液间存在浓度差时，在界面允许溶质自由通过的条件下，高浓度侧与低浓度侧的溶质在空间上的分布是均匀递减的，此种浓度差在空间上的递减。
[0003]选择性离子传感器，是指一类利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器，当它和含待测离子的溶液接触时，在它的敏感膜和溶液的相界面上产生与该离子活度直接有关的膜电势。选择性离子电极也称膜电极，这类电极有一层特殊的电极膜，电极膜对特定的离子具有选择性响应，电极膜的电位与待测离子含量之间的关系符合能斯特公式。这类电极由于具有选择性好、平衡时间短的特点，是电位分析法用的最多的指示电极。
[0004]非损伤微测技术(Non-invasive Micro-test Technology，NMT)是通过测定活体动植物组织、细胞与内/外环境间Ca
2+
/Cd
2+
/Na
+
/K
+
/NO
3-/NH
4+
/O2...交换量的实时变化，揭示基因功能的一种新技术。
[0005]现有的非损伤微测系统，存在以下技术问题：
[0006]1、现有的非损伤微测系统只能检测两点间的浓度与浓度梯度。
[0007]2、现有的非损伤微测系统只能将检测到的信号以数据形式输出。<br/>[0008]因此现有非损伤微测系统还无法直接地检测并直观地体现出样品外部微区环境的浓度梯度以及浓度梯度变化。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提出一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，通过中央处理器、驱动装置、摄像装置与选择性离子传感器的配合，采用自动化或半自动化的方式对样品外部微区环境进行浓度梯度检测，并将浓度与浓度梯度换算为颜色的RGB值，最终以不同的颜色展现样品外部环境中的浓度梯度变化，实现了直接对样品外部微区环境的浓度梯度的检测，并以图片的形式直观的展现出浓度梯度与浓度梯度的变化。
[0010]本专利技术还提供了一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的方法，采用图像识别技术对选择性离子传感器与被测样品定位、遵循菲克扩散定律驱动选择性离子传感器运动固定距离、实时采集样品微区环境内检测点之间的浓度与浓度梯度数据并换算为颜色RGB值，实现了对样品外部微区环境内的浓度梯度检测，并以图片形式更加直观的展现出浓度梯度与浓度梯度变化。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，包括：中央处理器、显微镜、用于采集样品和传感器位置信息并可成像、截图的摄像装置、选择性离子传感器、用于控制和驱
动选择性离子传感器的驱动装置。
[0013]作为优选方案之一，所述中央处理器包括智能硬件控制单元和智能软件控制单元，所述智能软件控制单元通过智能硬件控制单元接收选择性离子传感器反馈的浓度与浓度梯度检测数据、换算浓度与浓度梯度数据为颜色RGB值并绘制浓度梯度图与浓度梯度变化图、指令驱动装置驱动选择性离子传感器依据菲克扩散定律运动设定的固定距离直至运动到检测点的背景浓度处。
[0014]作为优选方案之一，所述驱动装置包括运动控制器、驱动器，所述智能硬件控制单元发送指令至所述运动控制器，所述运动控制器指令一个或多个驱动器驱动与其连接的一个或多个选择性离子传感器运动或停止。
[0015]作为优选方案之一，所述摄像装置包括摄像头与图像采集芯片，所述摄像头设置在显微镜的成像区域，所述图像采集芯片接收摄像头传输的光学信号，并转化为电信号传输到智能软件控制单元。
[0016]作为优选方案之一，所述选择性离子传感器还包括前置放大器和信号处理器，所述选择性离子传感器检测的浓度与浓度梯度信号通过前置放大器放大后，再经信号处理器降噪处理后，最后经由智能软件控制单元发送给智能硬件控制单元。
[0017]作为优选方案之一，所述图像采集芯片为CCD芯片。
[0018]本专利技术还提供了一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的方法，包括如下步骤：
[0019]步骤1、将待测样品放置于显微镜载物台上，并将选择性离子传感器驱动至检测开始位置；
[0020]步骤2、摄像装置采集待测样品与选择性离子传感器的位置、截取待测样品图像，发送至中央处理器；
[0021]步骤3、中央处理器确定样品与选择性离子传感器位置信息正确后，发送指令至驱动装置；
[0022]步骤4、驱动装置驱动选择性离子传感器和/或待测样品移动至第一检测点，发送实时采集的浓度与浓度梯度数据至中央处理器；
[0023]步骤5、依据菲克扩散定律，驱动装置驱动选择性离子传感器按照设定的固定距离运动；
[0024]步骤6、发送实时采集的浓度与浓度梯度数据至中央处理器；
[0025]步骤7、重复步骤5-6，直至选择性离子传感器运动到背景浓度处；
[0026]步骤8、中央处理器将接收到的所有检测点浓度与浓度梯度数据换算为颜色的RGB值；
[0027]步骤9、中央处理器依据步骤2中截取的样品图像和步骤8中浓度与浓度梯度数据换算为颜色的RGB值，绘制浓度梯度图与浓度梯度变化图。
[0028]作为优选方案之一，步骤3中，若中央处理器判定位置信息错误，发送指令至驱动装置，调整选择性离子传感器和/或待测样品的位置，直至位置信息无误。
[0029]有益效果：通过中央处理器、驱动装置、摄像装置与选择性离子传感器的配合，采用自动化或半自动化的方式对样品外部微区环境进行浓度梯度检测，并将浓度与浓度梯度换算为颜色的RGB值，最终以不同的颜色展现样品外部微区环境中的浓度梯度变化，实现了对样品外部微区环境的浓度梯度检测，并以浓度梯度图与浓度梯度变化图的形式直观展现
出浓度梯度与浓度梯度变化。
附图说明
[0030]图1是一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统的流程示意图；
[0031]图2是一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统的部件连接示意图。
[0032]图中：
[0033]1、智能硬件控制单元；2、智能软件控制单元；3、信号处理器；4、前置放大器；5、运动控制器；6、驱动器；7、选择性离子传感器；8、摄像装置；9、显微镜；10、显示屏。
具体实施方式
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术的技术原理。
[0035]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，其特征在于，包括：中央处理器、显微镜9、用于采集样品和选择性离子传感器位置信息并可成像、截图的摄像装置8、选择性离子传感器7、用于控制和驱动选择性离子传感器7的驱动装置，所述中央处理器用于接收摄像装置8与选择性离子传感器7反馈的信号，并按设定的触发条件驱动选择性离子传感器7开始运行。2.根据权利要求1所述的一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，其特征在于，所述中央处理器包括：智能硬件控制单元1和智能软件控制单元2，所述智能软件控制单元2通过智能硬件控制单元1接收选择性离子传感器7反馈的浓度与浓度梯度检测数据、换算浓度与浓度梯度数据为颜色的RGB值并绘制浓度梯度图与浓度梯度变化图、指令驱动装置驱动选择性离子传感器7依据菲克扩散定律运动设定的固定距离直至移动到检测点的背景浓度处。3.根据权利要求2所述的一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，其特征在于，所述驱动装置包括：运动控制器5和驱动器6，所述智能硬件控制单元1发送指令至所述运动控制器5，所述运动控制器5指令一个或多个驱动器6驱动与其连接的一个或多个选择性离子传感器7运动及停止。4.根据权利要求2所述的一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，其特征在于，所述摄像装置8包括：摄像头与图像采集芯片，所述摄像头设置在显微镜9的成像区域，所述图像采集芯片接收摄像头传输的光学信号，并转化为电信号传输到智能软件控制单元2。5.根据权利要求2所述的一种检测样品外部微区环境的浓度梯度的系统，其特征在于，所述选择性离子传感器7还包括：前置放大器4...

【专利技术属性】
技术研发人员：许越，
申请(专利权)人：旭月北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：