[发明专利]一种针对单细胞均谱的快速检测系统

说明书

本发明一种针对单细胞均谱的快速检测系统，包括：激发器，用于激发光束；收集器，用于收集激发样品的特征均谱信号；聚焦物镜，用于实现特征均谱信号的激发与收集；光束调节器，用于将激发光束聚焦到所述聚焦物镜后焦面上，或使激发光束尺寸改变；所述激发器产生的激发光束经过所述光束调节器和聚焦物镜后照射到样品上，实现激发样品特征均谱信号的光斑大小的改变，本发明提供了一个通过调节激发样品特征均谱信号光斑大小的结构，通过科学的操作方法，将待测样品置于聚焦前，实现对单细胞样品的全覆盖激发，大大提高了收集效率。

技术领域

本发明涉及光谱分析和生物分析领域的光学系统技术领域，尤其涉及一种针对单细胞均谱的快速检测系统，用于单细胞光谱分析或识别，调节激光光束对待测样品进行激发，以增强和高效收集生物样品特征信号的系统装置。

背景技术

现有特征检测设备多为材料学研究而设计，不适用于生物样品(特别是单细胞)的特征信号收集；不同于成分简单且较为均质的材料样品，生物样品(如组织、细胞、微生物等)具有复杂的内部结构与组分；以哺乳动物细胞为例，其细胞膜由磷脂双分子层、膜蛋白等组成，细胞内部包含细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等多种细胞器(亚细胞结构)，每种细胞器还具有各种各样更细微的结构与成分复杂的组分；而对微生物单细胞而言，其细胞壁由肽聚糖、脂多糖等成分组成，细胞膜由磷脂双分子层组成，细胞内部包含由DNA组成的核区、由蛋白质与RNA组成的核糖体，以及富含水的细胞基质；细胞的这种非均质性，使得其不同位点的特征光谱存在差异，而现有光谱检测设备的光斑尺寸(百纳米级)往往小于单个细胞的尺寸(1-100μm)，单点测量无法表征整个细胞的真实状态；而常规的逐点扫描方式速度较慢，无法实现单细胞的快速检测与识别；

为了克服现有技术的不足，出现了一种应用单细胞的拉曼光谱作为其种类鉴别、成分分析的检测技术；

例如：如图1所示，拉曼光信号的激发收集装置由激光激发端101、分光镜102、全反镜103、一个物镜105及拉曼光信号收集器104组成，由激光激发端101发射激光激发光束，透过分光镜102和反射镜103，经过物镜105将光束聚焦到焦点处的样品上，将焦点处发出的拉曼光信号成像到收集器104。激光激发端光束充满物镜105，经过物镜105后聚焦到焦点处，样品散射出的拉曼信号重新被物镜105收集，到达拉曼光信号输出端102；

该装置聚焦光斑的最小值由于其衍射极限＝1.22*波长/NA，在同一物镜，同一激光波长的条件下，聚焦光斑的最小值为定值；因此，当单细胞的尺寸大于激光聚焦光斑(目前通常为＜1μm)时，只能得到某一点的细胞成分信息(即部分信息)，无法代表整个细胞的种类或状态；而若采用扫描的方式对整个细胞进行信号收集，则耗时很长，且数据分析繁琐，难以满足快速检测的应用需求；

因此，在实际测试中，需要一种能够高效采集到整个细胞信息的拉曼光谱检测装置，针对单细胞快速特征光谱采集的特定需求，本发明提出一种可靠、重复性好的特征均谱检测系统。

发明内容

为了克服上述技术不足，本发明提供一种针对单细胞均谱的快速检测系统，该系统提供了一个通过调节激发样品特征均谱信号光斑大小的结构，通过科学的操作方法，将待测样品置于聚焦前，实现对单细胞样品的全覆盖激发，大大提高了收集效率，结构简单，操作容易，从而实现了快速均谱检测。

一种针对单细胞均谱的快速检测系统，包括：

①激发器，作为输入端，用于激发光束；

②收集器，用于收集激发样品的特征均谱信号；

作为一种举例说明，所述激发样品包括但不限于单细胞；

作为一种举例说明，所述特征均谱信号包括：拉曼光谱、荧光光谱、红外光谱等信号；

作为一种举例说明，所述收集器采用：拉曼光谱仪、单色仪或红外光谱仪中的一种或组合；