[發明專利]一種在活體動物血管內調控紅細胞的裝置

有效

• 申請號: 202010582545.3
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111617390B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 劉曉帥;李寶軍;李宇超;高晴;張垚
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01N33/49
• 分類號: G01N33/49;A61N5/067
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 呂紀濤

本發明提供了一種在活體動物血管內調控紅細胞的裝置及其應用，屬于光電技術領域；所述裝置沿激光路徑依次包括激光發射組件、聲光調制組件、光束展寬組件、短波通二向色鏡和倒置物鏡；所述裝置還包括成像光路上的圖像輸入和輸出組件、凸透鏡、聚光器和發白光組件；所述激光發射組件出射激光依次通過聲光調制組件和光束展寬組件后，照射到短波通二向色鏡上改變激光傳輸方向；改變傳輸方向后的激光通過倒置物鏡聚焦到樣品室。利用激光發射組件出射激光將與聲光調制組件相互作用，實現激光焦點的動態掃描，快速的掃描可實現激光焦點在多個位置的準靜態分布，進而應用于多個紅細胞的穩定捕獲、精準排列及旋轉操控。

技術領域

本發明涉及光電技術領域，尤其涉及一種調控紅細胞的裝置及其應用。

背景技術

眾所周知，動物體內存在復雜的血管網絡系統，通過不斷流動的血液為組織和器官供給新鮮的氧氣和營養物質，同時帶走二氧化碳等新陳代謝的產物，以維持體內正常的生理平衡。深入理解血流的生理機制，對其進行非接觸的精準干預并實現血流的多功能操控，將為進一步的臨床診治、藥物傳遞以及抗癌治療提供潛在思路和備選方案。

目前，基于磁場、超聲以及電場的技術已經開始應用于血流的動態調控。然而，以上方案需要外界材料的侵入性植入，比如將磁控納米顆粒、超聲源及金屬電極移植進入血管內作為操控標記物或者激發源，上述材料本身與生物體兼容性較差，易誘發體內的免疫系統反饋，降低操控的精度和穩定性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種調控紅細胞的裝置及其應用，本發明利用光控技術穩定捕獲并精準操控多個紅細胞來實現對血流的多功能調控。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種在活體動物血管內調控紅細胞的裝置，沿激光路徑依次包括激光發射組件、聲光調制組件、光束展寬組件、短波通二向色鏡、倒置物鏡和樣品室；所述裝置還包括成像光路上的圖像輸入和輸出組件、凸透鏡、聚光器和發白光組件；

所述激光發射組件出射激光依次通過聲光調制組件和光束展寬組件后，照射到短波通二向色鏡上改變激光傳輸方向；改變傳輸方向后的激光通過倒置物鏡聚焦到樣品室；

所述發白光組件發射白光，白光通過聚光器、樣品室、倒置物鏡、短波通二向色鏡和凸透鏡聚焦到圖像輸入和輸出組件；圖像輸入和輸出組件觀察和采集樣品室的圖像信息。

優選的，所述圖像輸入和輸出組件包括連接電子設備的CCD相機。

優選的，所述短波通二向色鏡為允許430~800 nm波長的波段透過且不允許800~1300 nm波長的透過的短波通二向色鏡。

優選的，所述激光發射組件的出射激光為單模激光；所述出射激光的波長為1000~1100nm。

優選的，所述聲光調制組件的掃描頻率為0~100KHz。

優選的，所述光束展寬組件包括第一凸透鏡和第二凸透鏡；所述第一凸透鏡設置于聲光調制組件較近端；所述第二凸透鏡設置于聲光調制組件較遠端；所述第一凸透鏡和第二凸透鏡的曲率半徑的比例為1：10；所述第一凸透鏡和第二凸透鏡的間距為第一凸透鏡和第二凸透鏡的焦距之和。

本發明提供了上述方案所述裝置在非治療目的活體動物血管內紅細胞穩定捕獲、精準排列或者可控旋轉中的應用。

優選的，所述應用包括以下步驟：

1）將活體動物麻醉后固定于樣品室；

2）打開發白光組件發射白光，白光通過聚光器、樣品室、倒置物鏡、短波通二向色鏡和凸透鏡聚焦到圖像輸入和輸出組件；