[发明专利]远红外温度跃升显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及对生物细胞组织进行观察或成像的荧光显微镜，尤其是指可以对细胞组织进行加热的荧光显微镜。

背景技术

用加热的方式控制外源基因表达和离子通道开关，在生物医学中有着非常广泛的应用。热激蛋白启动子是一组在结构上高度保守的多肽，当外部温度较高（大于35度）时，该启动子被激活并调控其下流基因的表达。该方法是发育生物学中一个非常重要的实验手段。在离子通道大家族中，最近有许多对温度敏感的离子通道被发现，但对它们的生物学功能的研究还相当匮乏。通过局部加热的方式控制离子通道的开关是研究其功能最有效、直接的实验方法。

传统的加热的方式主要用水浴（37度水浴箱）或者电子元件（电阻）对活体生物或者活体组织、细胞进行加热。中国专利200680038229.8中揭示了一种显微镜加热装置，其也是利用电子元件对水进行加热，形成恒温水浴对细胞组织进行加热。这种传统的通过载物台上的加热装置的加热方式有以下四个缺点：

（1）无法微区域加热。无论是用水浴还是电加热，只能对生物标本整体或者大面积局部加热，无法对感兴趣的微区域（十到几十微米）或者单细胞（十微米）进行精确定点加热；

（2）加热效率低，加热耗时长。用水浴激活热激蛋，通常需要对生物标本或者组织持续加热1到2小时。长时间加热对生物个体有较大的损伤，影响其生物活性；

（3）无法精确控制温度。不同组织对热的传导性不一样，导热模型复杂，理论上很难计算加热区域的实际温度梯度分布。同时，传统方法无法实时监控不同区域的温度并进行相应调控；

（4）无法深度加热。由于生物组织不良导热性，使得部分内部组织无法得到有效的加热。

由于传统加热方式存在上述缺陷，对于试样标本的微区域加热成为生物医学界急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可对生物组织进行微区域加热的显微镜，其可以实现微区域加热并精确控制温度。

本发明提供的技术方案是远红外温度跃升显微镜，其包括激光光源部、荧光滤光片组合、显微镜成像系统、物镜光学系统、载物台，荧光滤光片组合位于激光光源部与物镜光学系统之间；其特征在于在荧光滤光片组合与物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，激发产生远红外激光并将远红外激光聚光于试样上。

远红外温度跃升显微镜，其包括激光光源部、荧光滤光片组合、物镜光学系统、载物台，所述荧光滤光片组合位于所述激光光源部与所述物镜光学系统之间，其包括发射滤光片、二向色镜及激发滤光片；所述物镜光学系统包括物镜转盘及固定安装在其上的物镜；其特征在于在所述荧光滤光片组合与所述物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，其激发产生远红外激光并将远红外激光聚光于试样上。

所述远红外激光系统包括远红外激光光源部、透镜组合及双色镜；其中所述远红外激光光源部用于激发远红外激光及控制远红外激光激发光路的开闭；所述透镜组合用于调节经所述远红外激光光源部激发的远红外激光光斑大小及矫正色差；所述双色镜用于反射改变经所述透镜组合调节后的远红外激光光路和透射可见光，经其反射改变光路的远红外激光透射过所述物镜后聚焦于所述试样上。

所述远红外激光光源部包括远红外激光激发装置及与之连接的光路开闭控制装置；所述远红外激光激发装置用于激发远红外激光及调节远红外激光为平行光；所述光路开闭控制装置控制调节为平行光的远红外激光光路的开启和关闭。

所述远红外激光激发装置包括远红外激光器、耦合器、光纤和准直器；所述远红外激光器激发远红外激光，经所述耦合器耦合至所述光纤内，经所述光纤输出的远红外激光经所述准直器调节为平行光。

所述光路开闭控制装置包括电子光学快门和与之连接的快门控制装置，所述快门控制装置控制电子光学快门的开关。实现加热时间的控制。

所述透镜组合包括共轴设置的正透镜和负透镜，所述负透镜靠近所述远红外激光光源部一侧，所述正透镜靠近所述双色镜一侧，所述正透镜与所述负透镜之间距离可调。

所述正透镜与所述负透镜初始距离D满足D=f2-f1,其中f1为所述负透镜焦距的绝对值，f2为所述正透镜焦距。