[发明专利]一种光电镊操控系统及使用其操控可操控对象的方法

权利要求书

1.一种光电镊操控系统，其特征在于，该光电镊操控系统包括投影仪(1)、缩束透镜组、第一分束镜(4)、物镜(5)、光电微流体芯片(6)、第二分束镜(7)、第三凸透镜(8)、图像传感器(9)、第四凸透镜(10)、光源(11)、控制单元、函数发生器(14)；其中，

所述投影仪(1)产生的光学图案能够经所述缩束透镜组、所述第一分束镜(4)、所述物镜(5)投射到所述光电微流体芯片(6)；

所述函数发生器(14)被构造为能够向所述光电微流体芯片(6)施加电压信号，以使得所述光电微流体芯片(6)在所述光学图案的作用下产生可施加于可操控对象的介电泳力；

所述光源(11)产生的光线能够经所述第四凸透镜(10)、所述第二分束镜(7)、所述第一分束镜(4)、所述物镜(5)投射到所述光电微流体芯片(6)，

所述光电微流体芯片(6)的光线能够经所述物镜(5)、所述第一分束镜(4)、所述第二分束镜(7)、所述第三凸透镜(8)到达所述图像传感器(9)，以使得所述图像传感器(9)产生关于所述可操控对象的图像；

所述控制单元被构造为能分别与所述投影仪(1)和所述图像传感器(9)相互通信以传输数据和/或控制信号。

2.根据权利要求1所述的光电镊操控系统，其特征在于，所述光电镊操控系统进一步包括基于云的远程控制系统，所述远程控制系统包括所述控制单元、远程终端、云服务器(16)；其中，所述控制单元、所述远程终端和所述云服务器(16)之间能够基于WebSocket协议的云网络实现两两交互通信以传输数据和/或控制信号。

3.根据权利要求2所述的光电镊操控系统，其特征在于，所述控制单元和/或所述远程终端被构造为能够对所述光电镊操控系统进行所述图像传感器(9)的实时监控、所述投影仪(1)产生的所述光学图案的设计与控制、获得图像的后处理、识别结果显示；所述控制单元和所述远程终端均设置有人机交互用用户界面，基于该用户界面，操作员通过所述控制单元和/或所述远程终端控制所述光电镊操控系统。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的光电镊操控系统，其特征在于，所述投影仪(1)为含有DMD芯片的投影仪；所述缩束透镜组包括第一凸透镜(2)和第二凸透镜(3)，所述投影仪(1)产生的所述光学图案能够依次通过所述第一凸透镜(2)和所述第二凸透镜(3)；所述第一分束镜(4)为PBS二色反射镜；所述图像传感器(9)为CCD相机；所述光源(11)为LED光源。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的光电镊操控系统，其特征在于，所述可操控对象为颗粒和/或细胞，所述可操控对象的形状为球状、杆状或螺旋状。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的光电镊操控系统，其特征在于，所述可操控对象的形状为球状、杆状或螺旋状。

7.一种使用根据权利要求1-6中任意一项所述的光电镊操控系统操控可操控对象的方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述可操控对象放置于所述光电微流体芯片(6)上的步骤；

通过所述函数发生器(14)向所述光电微流体芯片(6)施加电压信号的步骤；

通过所述投影仪(1)产生光学图案并通过该光学图案作用于所述光电微流体芯片(6)以产生可施加于所述可操控对象的介电泳力的步骤；

进一步通过投射一个或多个光斑来同时操控一个或多个所述可操控对象的步骤。

8.一种使用根据权利要求1-6中任意一项所述的光电镊操控系统操控可操控对象的方法，其特征在于，所述方法包括：

将多个所述可操控对象放置于所述光电微流体芯片(6)上的步骤；

将放置于所述光电微流体芯片(6)上的多个所述可操控对象粘附在大尺寸颗粒上以形成粘附粒子堆的步骤；

通过所述函数发生器(14)向所述光电微流体芯片(6)施加电压信号的步骤；

通过所述投影仪(1)产生光学图案并通过该光学图案作用于所述光电微流体芯片(6)以产生可施加于所述粘附粒子堆的介电泳力的步骤；

所述粘附粒子堆的粒子粘附比为1：2。

9.根据权利要求7-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述光电镊操控系统包括基于云的远程控制系统，所述远程控制系统包括所述控制单元、便携式终端(13)、云服务器(16)；其中，所述控制单元和所述便携式终端(13)均设置有人机交互用用户界面，所述方法进一步包括操作员基于所述用户界面通过所述控制单元和/或所述便携式终端(13)控制所述光电镊操控系统的步骤。