[發(fā)明專利]一種具有四個(gè)激光的光鑷捕獲粒子或細(xì)胞的裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810750672.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN108873293A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林建斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙健金電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B21/24
• 分類號(hào): G02B21/24;G02B21/34;G02B21/00;G21K1/00
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本發(fā)明公開了一種具有四個(gè)激光的光鑷捕獲粒子或細(xì)胞的裝置，包括底座、載物臺(tái)和鏡筒，所述底座的一側(cè)設(shè)置有支撐臂，所述支撐臂與載物臺(tái)和鏡筒連接，所述粒子或細(xì)胞室位于載物臺(tái)，所述載物臺(tái)上設(shè)置有避讓孔，所述避讓孔上設(shè)置有連接粒子或細(xì)胞室的透光板，所述透光板的底部設(shè)置有連接底座的光鑷設(shè)備，所述光鑷設(shè)備包括可移動(dòng)平臺(tái)以及設(shè)置在可移動(dòng)平臺(tái)上的光源和四個(gè)光鑷發(fā)射器，其產(chǎn)生的激光光鑷可穿過透光板在粒子或細(xì)胞室后聚焦在粒子或細(xì)胞的四周。本發(fā)明設(shè)置的四個(gè)激光光鑷發(fā)射器與傳統(tǒng)的光鑷技術(shù)相比提取的細(xì)胞體積和細(xì)胞質(zhì)量是普通光鑷技術(shù)的30?40倍，同時(shí)達(dá)到驅(qū)動(dòng)、控制或分離多個(gè)粒子的光鑷效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光鑷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有四個(gè)激光的光鑷捕獲粒子或細(xì)胞的裝置。

背景技術(shù)

在生命科學(xué)、化學(xué)、納米科技等領(lǐng)域需要對(duì)微小物體，如細(xì) 胞核、DNA鏈、分子基團(tuán)、微機(jī)械結(jié)構(gòu)等進(jìn)行各種操控和測(cè)試， 如搬運(yùn)、切割、剝離、嫁接、注入、組裝、固化、激活、熒光檢 測(cè)、電泳檢測(cè)等，常見微觀操控手段包括機(jī)械探針、分子鉗、光 鑷等，其中機(jī)械探針可以對(duì)細(xì)胞進(jìn)行穿刺；分子鉗可以把細(xì)胞吸 附在毛細(xì)管前端，定量測(cè)量細(xì)胞膜的離子通道；光鑷可以依靠聚 焦光斑中劇烈變化的梯度光場(chǎng)捕獲并移動(dòng)微小顆粒，同時(shí)還可利 用高能光場(chǎng)誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行固化、激活等(參見D.G.Grier， A revolution in opticalmanipulation，Nature，Vol.424， pp.810-816，2003)。其中光鑷無需任何機(jī)械接觸，在微小物體的 操控測(cè)試領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。但目前各種產(chǎn)生光鑷的方法在 聚焦精度、移動(dòng)、定位精度與速度、光鑷數(shù)目等方面還未達(dá)到最 理想狀態(tài)。例如采用顯微物鏡聚焦方式來形成光鑷，并通過精密 機(jī)械移動(dòng)光鑷，光鑷數(shù)目太少，機(jī)械定位精度和速度低，不利于 復(fù)雜微觀操作。隨著全息技術(shù)和空間光調(diào)制器的引入，通過對(duì)光 學(xué)波前的控制來制作陣列光鑷成為可能。但利用全息干板一般只 能產(chǎn)生靜態(tài)光鑷，雖然光鑷的數(shù)目可增加很多，但如何動(dòng)態(tài)移動(dòng) 光鑷，特別是按照任意路徑各自獨(dú)立地移動(dòng)每一根光鑷非常困 難，因?yàn)槿⒏砂迳系母缮鏃l紋是固定的。利用空間光調(diào)制器雖 然可以通過光學(xué)波前控制來動(dòng)態(tài)產(chǎn)生和移動(dòng)光鑷，但精度還受到 一定程度的限制，因?yàn)榭臻g光調(diào)制器的每個(gè)像素的尺寸一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光學(xué)波長(zhǎng)。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310689252.5的發(fā)明專利，公開了一種單離子束輻照光鑷操作裝置，在樣品室的正下方設(shè)有光鑷設(shè)備，光鑷設(shè)備通過發(fā)射的激光將樣品托舉在樣品室中。樣品室的左右兩側(cè)分別設(shè)有單離子束終端和離子探測(cè)器，單離子束終端在水平方向上向樣品室中的樣品發(fā)射離子束對(duì)樣品進(jìn)行輻照而產(chǎn)生熒光信號(hào)。樣品室的正上方從下向上依次設(shè)有顯微鏡物鏡、濾光片和熒光探測(cè)器，樣品受輻照產(chǎn)生的熒光信號(hào)經(jīng)顯微鏡物鏡聚集，再透過濾光片到達(dá)熒光探測(cè)器被檢測(cè)。單離子束終端發(fā)射離子束的輻射路徑與顯微鏡物鏡所觀察的樣品熒光信號(hào)光路相互垂直且互不干擾。本發(fā)明操作便捷，解決了單個(gè)細(xì)胞無損操作技術(shù)，還可以同時(shí)檢測(cè)離子信號(hào)和樣品熒光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)細(xì)胞輻照響應(yīng)信號(hào)在線檢測(cè)技術(shù)。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110322545.0 的發(fā)明專利，公開了一種激光光鑷顯微鏡，包括鏡筒、圖像傳感器、顯微物鏡、可上下移動(dòng)載物臺(tái)、載物基片、支架和用于產(chǎn)生激光光鑷并將光鑷聚焦到物體上的數(shù)字光學(xué)位相共軛裝置，鏡筒固定在支架上，可上下移動(dòng)載物臺(tái)通過齒條連接在支架上，載物基片放置在可上下移動(dòng)載物臺(tái)上，用于對(duì)放置在載物基片上的物體進(jìn)行放大成像的顯微物鏡安裝在鏡筒的底部，用于記錄放大顯微圖像的圖像傳感器設(shè)置在鏡筒內(nèi)并位于顯微物鏡上方。本發(fā)明提高光鑷的聚焦精度和定位精度；無需精密機(jī)械馬達(dá)，提高光鑷的移動(dòng)速度；可增加光鑷數(shù)目，并對(duì)任意一個(gè)激光光鑷進(jìn)行獨(dú)立操作，通過多個(gè)光鑷的配合實(shí)現(xiàn)高精度復(fù)雜微觀操作。