[發明專利]一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷及其制備方法

有效

• 申請號: 202011331360.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN113219581B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 成煜;馮智宇;申澤;苑立波;陳明
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/255;G21K1/00;C12M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷系統，其特征在于，所述光纖光鑷由鳥喙形光纖探針、激光器、調節架、樣品槽以及顯微成像系統組成。其中鳥喙形型光纖探針的特征在于，通過調整光纖的彎曲尖端區的曲率半徑來改變光纖側面的倏逝場分布，形成差異化的梯度光場。不同體積的細胞在梯度光場中的不同位置受到的梯度力不同，光阱力的大小也不同，從而該光纖光鑷能實現細胞體積的可控篩選。

(一)技術領域

本發明所涉及的是一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷及其制備方法，可用于細胞體積篩選，屬于光操控技術領域。

(二)背景技術

細胞分選是細胞操控領域中重要的方面之一。在生物化學、生物物理學等方面對細胞進行分選能夠降低操控方面的難度，避免其它微粒的影響，優化實驗結果。現在常用的細胞分選方法有流式細胞儀、免疫磁珠法、熒光激活法、離心法以及激光誘導法。

但是上述的方法都會有一定的局限性，如基于免疫磁珠法的胞外囊泡表面蛋白特異適配體篩選技術(專利號：CN110791504A)和基于免疫磁珠法的檢測試劑及其制備方法、試劑盒以及檢測方法(專利號：CN111579772A)中，采用免疫磁珠法對目標細胞進行分選，分選的程序與檢測試劑的制備都比較復雜；又如一種人類成骨細胞的分選方法(專利號：CN111560347A)采用離心法進行細胞分選，是對細胞的質量進行分選，不能實現粒徑的分選，局限性比較大，并且分選率低；此外，流式細胞儀、熒光激活法和激光誘導法雖然可作為分離細胞的有效手段，但是這三種方法需要對細胞外加熒光標記或者其它的處理，改變了細胞的原有狀態，有時還會影響細胞活性，容易對細胞造成損傷。

本發明提出的一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷是通過增強光纖側面倏逝場的方法實現細胞分選。該發明中采用特殊工藝調整彎曲錐的曲率半徑，改變光纖側面產生的倏逝場梯度力，從而能夠實現微粒的分選。與在先技術相比，采用彎曲錐型的光纖光鑷，能夠擴大微粒捕獲的范圍，提高應力張量積分值(表征力的大小和方向)。影響阿爾茨海默癥的小膠質細胞直徑約為5μm，由于小膠質細胞多分布在小血管周圍，因此要從紅細胞(直徑約7μm)中分離出來從而實現治療阿爾茨海默癥的目的。而紅細胞和小膠質細胞采用傳統的離心法難以分選和識別，采用本發明就可以實現小膠質細胞分選的目的，有助于科研和醫學領域的進步。

(三)發明內容

本發明提供了一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷及其制備方法，包括鳥喙形光纖探針、940nm激光器、三維調節架、上表面凹下的樣品槽以及含倒置顯微鏡在內的顯微成像系統。

本發明的目的在于提供一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷及其制備方法，所述光纖光鑷可用于不同體積的細胞的可控篩選。

本發明提供了一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷，所述光纖光鑷是前端為鳥喙形的光纖探針。

本發明提供的光纖光鑷，所述光纖可以是纖芯直徑為8μm～10μm、色散小、傳輸距離遠的光纖，也可以是纖芯直徑為50μm～100μm、傳輸帶寬大的光纖。

本發明提供了一種鳥喙形光纖探針，所述鳥喙形光纖探針的曲率半徑表征的是彎曲錐尖較直錐中心的下落程度，下落程度越大，曲率半徑越小。所述光纖的曲率半徑在50μm～200μm之間。

該發明提供的鳥喙形光纖探針的制備方法，具體如下：

首先取一根單模光纖，去除其涂覆層，并用乙醇清洗后得到裸光纖。接著，經控制臺調整后，將其放置在非均勻熱場(鎢絲加熱、電極加熱，CO₂激光加熱，H₂/O₂加熱)中，對光纖進行非仿射變形，熱端變形大，冷端變形小，形成鳥喙形光纖探針，其倏逝場非均勻對稱分布在熱場一側。

本發明采用的一種具有分選功能的單纖芯鳥喙形光纖光鑷通過改變彎曲尖端區的曲率半徑進行不同體積細胞的分選，具體步驟如下：