[发明专利]一种基于太赫兹时域衰减全反射光谱的活细胞实时监测实验方法

权利要求书

1.一种基于太赫兹时域衰减全反射光谱的活细胞实时监测实验方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将活细胞消化重悬后接种在灭菌消毒过的ATR硅棱镜上，在细胞培养液中培养，使活细胞在贴着ATR硅棱镜的表面生长；

步骤二：测量时，先将一个不带有活细胞的ATR硅棱镜作为参考ATR棱镜设置到太赫兹光路中，测得其太赫兹时域电场；

步骤三：将带有活细胞的ATR硅棱镜作为样品ATR棱镜设置到太赫兹光路中，测得其太赫兹时域电场；

步骤四：利用获得的参考光和样品光太赫兹电场进行快速傅立叶变换，获得其各自的复数频域电场，用样品光频域电场比参考光频域电场得到系统复数传递函数，再结合复数菲涅耳方程进行求解，得到细胞样品的复数介电常数；

步骤五：在不同时刻重复步骤一到四，获得样品复数介电常数的变化，并结合显微镜观测结果，对细胞样品的生理变化过程进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于太赫兹时域衰减全反射光谱的活细胞实时监测实验方法的实验装置，其特征在于包括：

用于光学元件定位和夹持的机械平台，所述机械平台上设置有导轨，所述导轨上设置有可以沿着导轨滑动的样品ATR硅棱镜和参考ATR棱镜，所述样品ATR硅棱镜的观察面上设置有培养室，

所述导轨两侧分别设置有一组离轴抛物面镜，一侧的离轴抛物面镜用于将太赫兹发射头的光汇集到导轨上的 ATR棱镜区域，另一侧的离轴抛物面镜用于将太赫兹光汇集到太赫兹探头，

所述导轨上的太赫兹光路上方设置有反射式显微镜，用于实时观测样品ATR棱镜上的活细胞变化，

所述样品ATR硅棱镜、参考ATR棱镜通过光纤或电缆连接到系统主机。

3.根据权利要求2所述的一种实验装置，其特征在于所示样品ATR硅棱镜和参考ATR棱镜均为基于高阻硅制作的全反射棱镜，所述棱镜的折射率为3.42，电阻率大于2 kΩ.cm。

4.根据权利要求2所述的一种实验装置，其特征在于所述样品ATR硅棱镜上的培养室包括一个粘贴在样品ATR硅棱镜表面的围栏结构，所述围栏结构与样品ATR硅棱镜表面构成一个上端开口的密封腔体。

5.根据权利要求4所述的一种实验装置，其特征在于所述密封腔体的开口处设置有可以取放的石英窗口，所述石英窗口为透明窗口。

6.根据权利要求2所述的一种实验装置，其特征在于所述一组离轴抛物面镜包括两个90°离轴抛物面镜，两组四个90°离轴抛物面镜和太赫兹探头、太赫兹发射头构成8f集成式太赫兹时域衰减全反射测量光学系统。

7.根据权利要求2所述的一种实验装置，其特征在于所述导轨为一根由金属材料制作而成的V型槽，所述V型槽用于支撑样品ATR棱镜和参考ATR棱镜。

8.根据权利要求7所述的一种实验装置，其特征在于所述样品ATR棱镜和参考ATR棱镜的底部为V型状，与导轨的V型槽相互匹配。