[发明专利]一种用于细胞操作的光纤光热镊子

说明书

本发明涉及一种用于细胞操作的光纤光热镊子，包括光纤和光纤探头、显微镜、激发光源、微操作臂等组成部分；其中，光纤探头表面上涂覆有金属涂层，金属涂层表面上涂覆有温敏介质涂层；激发光源通过光纤入射到光纤探头并与金属涂层作用激发等离激元共振，产生的热量使温敏水凝胶发生相变，从而可以对细胞产生粘附捕获；该镊子可以通过光源的控制捕获和释放细胞，并结合微操作臂实现细胞的移动，具有方便、简单、成本低等特点。

技术领域

本发明涉及一种光纤光热镊子装置和方法，尤其是用于单细胞操作的微型光热镊子。

背景技术

单细胞操作技术的日趋完善是人们将研究重点转移到单个细胞分析的重要推动，由于单细胞的小尺度问题，关于单细胞的研究一直是热点重点也是难点。传统单细胞操作方法如光镊技术、口吸管技术、显微操作仪等多数存在操作难度大、熟练度要求高、仪器系统性强等问题。

而流式细胞仪、微流控技术等操作相对简单、仪器也不复杂的技术方法只适用于大量细胞的操作，不适用于样本量少的情况。

因此，开发一种操作简单的，可用于少量样本的、可应用于多仪器平台的单细胞操作方法有利于扩展单细胞分析领域的研究范围、简化单细胞分析领域的一些实验步骤、降低单细胞分析领域的研究难度和门槛。

发明内容

针对单细胞无损伤快速操作，本发明主要采用的技术方案如下：

一种用于单细胞操作的光纤光热镊子，包括光纤探头，所述光纤探头表面上涂覆有金属涂层，金属涂层表面上涂覆有温敏介质涂层。

进一步的，光纤探头可以是光纤拉锥而成的锥形，也可以是光纤芯层，还可以是带有包层的光纤。

进一步的，光纤探头是光纤拉锥而成的锥形时，金属涂层和温敏介质涂层可以包被在锥形光纤的表面，也可以包被在锥形光纤的尖端端面，温敏介质涂层可以完全覆盖金属涂层表面，也可以不完全覆盖金属涂层表面。

进一步的，光纤探头是光纤芯层时，金属涂层和温敏介质涂层可以包被在光纤芯层的表面，也可以包被在光纤芯层的端面，温敏介质涂层可以完全覆盖金属涂层表面，也可以不完全覆盖金属涂层表面。

进一步的，光纤探头是带有包层的光纤时，金属涂层和温敏介质涂层包被在光纤的端面，温敏介质涂层可以完全覆盖金属涂层表面，也可以不完全覆盖金属涂层表面。

进一步的，光纤光热镊子的金属涂层可在激光作用下产生表面等离激元共振，从而实现光热转换，该金属可以指金、银、铝，也可以指氮化钛、氮化锆等可以产生表面等离激元效应的化合物；金属涂层还可以是金属纳米粒子构成的稀疏涂层；

进一步的，光纤光热镊子的金属涂层可以通过物理沉积如激光溅射、等离子体溅射、磁控溅射、电子束蒸镀等方式包被在光纤探头表面，也可以通过电镀、无电解电镀等化学方法包被在光纤探头表面；

进一步，光纤光热镊子的金属涂层内表面或者外表面可以添加石墨烯涂层，也可以添加石墨层，以增强光热效应；

进一步，光纤光热镊子的温敏介质涂层随温度变化存在细胞黏附性的变化如亲水性和疏水性的变化，温敏介质可以是温敏聚合物如聚（N-异丙基丙烯酰胺）、聚（N，N-二乙基丙烯酰胺）、聚（2-羧基异丙基丙烯酰胺）；

进一步，光纤光热镊子的温敏介质涂层随温度变化而产生对细胞的亲和力或者粘附力的变化；

进一步，光纤光热镊子的温敏介质涂层可以通过共价修饰包被在金属涂层外面，也可以通过物理吸附包被在金属涂层外面，还可以是通过表面接枝聚合包被在金属涂层的外面；

进一步，光热镊子可以用于单个细胞的操作，也可以用于多个细胞的操作，还可以用于液滴或者颗粒的操作。