[发明专利]一种具有四个激光的光镊捕获粒子或细胞的装置

说明书

本发明公开了一种具有四个激光的光镊捕获粒子或细胞的装置，包括底座、载物台和镜筒，所述底座的一侧设置有支撑臂，所述支撑臂与载物台和镜筒连接，所述粒子或细胞室位于载物台，所述载物台上设置有避让孔，所述避让孔上设置有连接粒子或细胞室的透光板，所述透光板的底部设置有连接底座的光镊设备，所述光镊设备包括可移动平台以及设置在可移动平台上的光源和四个光镊发射器，其产生的激光光镊可穿过透光板在粒子或细胞室后聚焦在粒子或细胞的四周。本发明设置的四个激光光镊发射器与传统的光镊技术相比提取的细胞体积和细胞质量是普通光镊技术的30‑40倍，同时达到驱动、控制或分离多个粒子的光镊效果。

技术领域

本发明涉及光镊技术领域，尤其涉及一种具有四个激光的光镊捕获粒子或细胞的装置。

背景技术

在生命科学、化学、纳米科技等领域需要对微小物体，如细 胞核、DNA链、分子基团、微机械结构等进行各种操控和测试， 如搬运、切割、剥离、嫁接、注入、组装、固化、激活、荧光检 测、电泳检测等，常见微观操控手段包括机械探针、分子钳、光 镊等，其中机械探针可以对细胞进行穿刺；分子钳可以把细胞吸 附在毛细管前端，定量测量细胞膜的离子通道；光镊可以依靠聚 焦光斑中剧烈变化的梯度光场捕获并移动微小颗粒，同时还可利 用高能光场诱导化学反应，进行固化、激活等(参见D.G.Grier， A revolution in opticalmanipulation，Nature，Vol.424， pp.810-816，2003)。其中光镊无需任何机械接触，在微小物体的 操控测试领域具有广阔应用前景。但目前各种产生光镊的方法在 聚焦精度、移动、定位精度与速度、光镊数目等方面还未达到最 理想状态。例如采用显微物镜聚焦方式来形成光镊，并通过精密 机械移动光镊，光镊数目太少，机械定位精度和速度低，不利于 复杂微观操作。随着全息技术和空间光调制器的引入，通过对光 学波前的控制来制作阵列光镊成为可能。但利用全息干板一般只 能产生静态光镊，虽然光镊的数目可增加很多，但如何动态移动 光镊，特别是按照任意路径各自独立地移动每一根光镊非常困 难，因为全息干板上的干涉条纹是固定的。利用空间光调制器虽 然可以通过光学波前控制来动态产生和移动光镊，但精度还受到 一定程度的限制，因为空间光调制器的每个像素的尺寸一般远远大于光学波长。

申请号为CN201310689252.5的发明专利，公开了一种单离子束辐照光镊操作装置，在样品室的正下方设有光镊设备，光镊设备通过发射的激光将样品托举在样品室中。样品室的左右两侧分别设有单离子束终端和离子探测器，单离子束终端在水平方向上向样品室中的样品发射离子束对样品进行辐照而产生荧光信号。样品室的正上方从下向上依次设有显微镜物镜、滤光片和荧光探测器，样品受辐照产生的荧光信号经显微镜物镜聚集，再透过滤光片到达荧光探测器被检测。单离子束终端发射离子束的辐射路径与显微镜物镜所观察的样品荧光信号光路相互垂直且互不干扰。本发明操作便捷，解决了单个细胞无损操作技术，还可以同时检测离子信号和样品荧光信号，实现实时检测细胞辐照响应信号在线检测技术。

申请号为CN201110322545.0 的发明专利，公开了一种激光光镊显微镜，包括镜筒、图像传感器、显微物镜、可上下移动载物台、载物基片、支架和用于产生激光光镊并将光镊聚焦到物体上的数字光学位相共轭装置，镜筒固定在支架上，可上下移动载物台通过齿条连接在支架上，载物基片放置在可上下移动载物台上，用于对放置在载物基片上的物体进行放大成像的显微物镜安装在镜筒的底部，用于记录放大显微图像的图像传感器设置在镜筒内并位于显微物镜上方。本发明提高光镊的聚焦精度和定位精度；无需精密机械马达，提高光镊的移动速度；可增加光镊数目，并对任意一个激光光镊进行独立操作，通过多个光镊的配合实现高精度复杂微观操作。