[發明專利]光子晶體顯微鏡和細胞力學測量方法

有效

• 申請號: 202010931803.4
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111812095B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 顧忠澤;李奇維;陳早早
• 申請（專利權）人: 東南大學蘇州醫療器械研究院
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;G02B21/34;G02B21/06;G02B21/02;G02B21/36;G02B1/00
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述光子晶體顯微鏡包括光子晶體基底、載物臺、探測光源和成像組件，所述光子晶體基底在所述載物臺上方，所述探測光源和所述成像組件依次位于所述載物臺背離所述光子晶體基底的一側，所述光子晶體基底用于培養待測細胞；其中，

所述探測光源，用于向所述光子晶體基底發出探測光；

所述光子晶體基底，用于反射所述探測光至所述成像組件，所述光子晶體基底包括透光的支撐層和光子晶體薄膜，所述光子晶體薄膜設置在所述支撐層背離所述載物臺的一側，所述光子晶體薄膜非懸空地設置在所述載物臺上方，在所述待測細胞在所述光子晶體薄膜上生長時，該待測細胞會對光子晶體薄膜施加作用力，使得所述光子晶體薄膜發生形變，非懸空設置的所述光子晶體薄膜對光線的反射具有波長選擇性，以使得發生形變的所述光子晶體基底可以改變反射光的波長分量，也即反射光譜與光子禁帶相對應，在所述待測細胞給光子晶體薄膜施加朝向基底壓力的點，反射光譜藍移；在所述待測細胞施加背向基底拉力的點，反射光譜紅移，從而在成像組件中形成圖案；

所述成像組件，用于接收來自所述光子晶體基底的反射光進行成像，以利用成像圖形得到所述待測細胞與所述光子晶體基底之間的作用力信息；

所述成像組件包括光譜儀和相機，具體用于：

使用納米精度的壓臺對所述光子晶體薄膜進行擠壓，使用所述光譜儀和所述相機同時記錄光譜和彩色照片數據，再將同一時刻光譜的峰值位置和照片的色相進行對應，得到光子晶體反射峰位置和色相的映射關系；

根據相差模式獲得常規的相差照片，使用反射模式獲得力學模態圖，提取色相信息后根據色相與光子禁帶峰位置的映射關系得到應變信息。

2.根據權利要求1所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述光子晶體薄膜在430nm~700nm波段內的最強反射波段反射率大于35%，非禁帶范圍透光率大于70%。

3.根據權利要求1所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述光子晶體薄膜的厚度范圍為20μm~80μm。

4.根據權利要求1所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述光子晶體薄膜的楊氏模量范圍為0.5kPa~100kPa。

5.根據權利要求1所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述光子晶體薄膜的光子禁帶范圍為430nm~700nm。

6.根據權利要求1至5任一項所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述光子晶體顯微鏡還包括物鏡，所述物鏡設置在所述載物臺和所述探測光源之間。

7.根據權利要求6所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述物鏡的數值孔徑范圍為0.1~0.9，和/或，所述物鏡的放大倍率范圍為1倍~100倍。

8.根據權利要求1至5任一項所述的光子晶體顯微鏡，其特征在于，所述成像組件包括濾光器和感光元件，所述濾光器所在光路位于所述感光元件和所述載物臺之間。

9.一種細胞力學測量方法，其特征在于：采用權利要求1至8任一項所述的光子晶體顯微鏡，所述方法包括：

將所述光子晶體基底置于所述載物臺上，觀察所述光子晶體基底在待測細胞作用下發生形變；

所述探測光源向所述光子晶體基底發出探測光；

所述光子晶體基底反射所述探測光至所述成像組件；

所述成像組件接收來自所述光子晶體基底的反射光進行成像，以利用成像圖形得到所述待測細胞與所述光子晶體基底之間的作用力信息。