[發(fā)明專利]對細胞和細胞外間質(zhì)成分進行同時無損探測的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910111280.2
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101504370A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建新;卓雙木;謝樹森;姜興山;劉嫩容;盧可成
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對細胞和細胞外間質(zhì)成分進行同時無損探測的裝置。

技術(shù)背景

目前臨床醫(yī)學的病理科每天都會對細胞、細胞外間質(zhì)主要成分膠原纖維和彈力纖維的顯微結(jié)構(gòu)進行觀察和檢測。臨床醫(yī)學的檢測方法通常是傳統(tǒng)的病理組織學方法。用于病理組織學分析的病理組織切片需要經(jīng)過固定、石蠟包埋、脫蠟、染色等一系列過程獲得，這些過程不但已經(jīng)破壞了組織的一些相關(guān)有用的物質(zhì)真實形態(tài)，而且需要的時間往往比較長，每一步驟所花的時間都是以小時，甚至是以天計算。另外，標本處理不恰當及染色時間沒有把握好都有可能導致檢查結(jié)果失去準確性。若想同時探測細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結(jié)構(gòu)，需要使用完全不同的染料對組織切片分別進行染色后，再觀察。克服病理組織學方法的缺陷、尋找一種高分辨率、無損和實時檢測細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結(jié)構(gòu)的新型裝置一直是大量科研工作者和臨床醫(yī)生共同努力的目標和夢想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種對細胞和細胞外間質(zhì)成分進行同時無損探測的裝置，該裝置采用光與物質(zhì)相互作用發(fā)射的雙光子激發(fā)熒光和二次諧波信號而對細胞和細胞外間質(zhì)成分顯微結(jié)構(gòu)進行同時無損探測，能夠在分子水平上對細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結(jié)構(gòu)進行高分辨率、高對比度、無損、快速和實時的檢測。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：激光器發(fā)出的光通過一個雙色分光鏡入射到掃描器的掃描鏡組上，通過掃描鏡組的光束由物鏡聚焦到檢測樣品上；激光與檢測樣品產(chǎn)生的雙光子激發(fā)熒光和二次諧波信號反向通過相同的物鏡收集，再由前述掃描鏡組及雙色分光鏡入射到一個半透半反鏡上，將雙光子激發(fā)熒光和二次諧波信號組成的發(fā)射信號光分成兩路，一路通過濾波片1和光電倍增管1將膠原纖維的二次諧波信號轉(zhuǎn)換成電信號A，另外一路通過濾波片2和光電倍增管將細胞和彈力纖維的雙光子激發(fā)熒光信號轉(zhuǎn)換成電信號B，所述的電信號A和電信號B分別接至計算機的輸入端，最后由計算機同時顯示細胞、彈力纖維和膠原纖維的微結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于：利用激光與細胞和細胞外間質(zhì)成分的內(nèi)源性分子相互作用產(chǎn)生的信號檢測其顯微結(jié)構(gòu)，因此，不需要染色等處理，直接可以實現(xiàn)對樣品的高分辨率、無損和實時檢測。細胞和彈力纖維顯微結(jié)構(gòu)的探測雖然都是通過雙光子激發(fā)熒光信號，但是二者的結(jié)構(gòu)有明顯的差別，以人體為例，人體細胞的最小直徑大約為4μm，形狀類似球形，而電鏡下，彈力纖維的直徑只有1-3nm，成波浪狀，因此，二者的顯微結(jié)構(gòu)可以明顯區(qū)分開，若選擇合適的激光波長，使膠原纖維以發(fā)射二次諧波信號為主，即可獲得細胞、膠原纖維和彈力纖維的高對比度顯微結(jié)構(gòu)。另外，掃描器的使用使裝置具有快速檢測的功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的構(gòu)造示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的闡述，以使本發(fā)明更明顯易懂。

如圖1所示，激光器發(fā)出的光通過一個雙色分光鏡入射到掃描器的掃描鏡組上，通過掃描鏡組的光束由物鏡聚焦到檢測樣品上；激光與檢測樣品產(chǎn)生的雙光子激發(fā)熒光和二次諧波信號反向通過相同的物鏡收集，再由前述掃描鏡組及雙色分光鏡入射到一個半透半反鏡上，將雙光子激發(fā)熒光和二次諧波信號組成的發(fā)射信號光分成兩路，一路通過濾波片1和光電倍增管1將膠原纖維的二次諧波信號轉(zhuǎn)換成電信號A，另外一路通過濾波片2和光電倍增管將細胞和彈力纖維的雙光子激發(fā)熒光信號轉(zhuǎn)換成電信號B，所述的電信號A和電信號B分別接至計算機的輸入端，最后由計算機同時顯示細胞、彈力纖維和膠原纖維的微結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的最佳實施例中，激光器的波長應(yīng)該選用810nm，此時膠原纖維以發(fā)射二次諧波信號為主，避免對細胞特別是對彈力纖維顯微結(jié)構(gòu)高對比度的探測。若激光器的波長選用810nm，雙色分光鏡需要透過大于700nm的入射光，同時反射小于700nm的發(fā)射光。濾波片1的濾光范圍在400-410nm之間，實現(xiàn)對膠原纖維二次諧波信號的收集，而濾波片2的濾光范圍在440-650nm之間，實現(xiàn)對細胞和彈力纖維雙光子激發(fā)熒光信號的收集。

上述的激光器只要滿足光與細胞、膠原纖維和彈力纖維相互作用產(chǎn)生雙光子激發(fā)熒光和二次諧波信號的條件，可以是不同類型的激光器，如飛秒激光器、皮秒激光器等不同種類的激光器。

上述的激光器與雙色分光鏡間設(shè)有光強控制器和全反鏡，上述的光強控制器由二分之一波片和格蘭棱鏡組成。

本發(fā)明設(shè)計合理，構(gòu)思巧妙，具有廣闊的發(fā)展前景和較大的推廣意義。