遠紅外溫度躍升顯微鏡制造技術

遠紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統、物鏡光學系統、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學系統之間，其包括發射濾光片、二向色鏡及激發濾光片；所述物鏡光學系統包括物鏡轉盤及固定安裝在其上的物鏡；在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學系統之間還設置有遠紅外激光系統，其激發產生遠紅外激光并將遠紅外激光聚光于試樣上。該顯微鏡可以對生物試樣標本的微區域進行精確加熱，且加熱效率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及對生物細胞組織進行觀察或成像的熒光顯微鏡，尤其是指可以對細胞組織進行加熱的熒光顯微鏡。
技術介紹
用加熱的方式控制外源基因表達和離子通道開關，在生物醫學中有著非常廣泛的應用。熱激蛋白啟動子是一組在結構上高度保守的多肽，當外部溫度較高(大于35度)時，該啟動子被激活并調控其下流基因的表達。該方法是發育生物學中一個非常重要的實驗手段。在離子通道大家族中，最近有許多對溫度敏感的離子通道被發現，但對它們的生物學功能的研究還相當匱乏。通過局部加熱的方式控制離子通道的開關是研究其功能最有效、直接的實驗方法。傳統的加熱的方式主要用水浴(37度水浴箱)或者電子元件(電阻)對活體生物或者活體組織、細胞進行加熱。中國專利200680038229. 8中揭示了一種顯微鏡加熱裝置，其也是利用電子元件對水進行加熱，形成恒溫水浴對細胞組織進行加熱。這種傳統的通過載物臺上的加熱裝置的加熱方式有以下四個缺點(1)無法微區域加熱。無論是用水浴還是電加熱，只能對生物標本整體或者大面積局部加熱，無法對感興趣的微區域(十到幾十微米)或者單細胞(十微米)進行精確定點加熱； (2)加熱效率低，加熱耗時長。用水浴激活熱激蛋，通常需要對生物標本或者組織持續加熱I到2小時。長時間加熱對生物個體有較大的損傷，影響其生物活性； (3)無法精確控制溫度。不同組織對熱的傳導性不一樣，導熱模型復雜，理論上很難計算加熱區域的實際溫度梯度分布。同時，傳統方法無法實時監控不同區域的溫度并進行相應調控；(4)無法深度加熱。由于生物組織不良導熱性，使得部分內部組織無法得到有效的加熱。由于傳統加熱方式存在上述缺陷,對于試樣標本的微區域加熱成為生物醫學界急需解決的問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種可對生物組織進行微區域加熱的顯微鏡，其可以實現微區域加熱并精確控制溫度。本專利技術提供的技術方案是遠紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統、物鏡光學系統、載物臺，突光濾光片組合位于激光光源部與物鏡光學系統之間；其特征在于在熒光濾光片組合與物鏡光學系統之間還設置有遠紅外激光系統，激發產生遠紅外激光并將遠紅外激光聚光于試樣上。遠紅外溫度躍升顯微鏡,其包括激光光源部、突光濾光片組合、物鏡光學系統、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學系統之間，其包括發射濾光片、二向色鏡及激發濾光片；所述物鏡光學系統包括物鏡轉盤及固定安裝在其上的物鏡；其特征在于在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學系統之間還設置有遠紅外激光系統，其激發產生遠紅外激光并將遠紅外激光聚光于試樣上。所述遠紅外激光系統包括遠紅外激光光源部、透鏡組合及雙色鏡；其中所述遠紅外激光光源部用于激發遠紅外激光及控制遠紅外激光激發光路的開閉；所述透鏡組合用于調節經所述遠紅外激光光源部激發的遠紅外激光光斑大小及矯正色差；所述雙色鏡用于反射改變經所述透鏡組合調節后的遠紅外激光光路和透射可見光，經其反射改變光路的遠紅外激光透射過所述物鏡后聚焦于所述試樣上。所述遠紅外激光光源部包括遠紅外激光激發裝置及與之連接的光路開閉控制裝置；所述遠紅外激光激發裝置用于激發遠紅外激光及調節遠紅外激光為平行光；所述光路開閉控制裝置控制調節為平行光的遠紅外激光光路的開啟和關閉。所述遠紅外激光激發裝置包括遠紅外激光器、耦合器、光纖和準直器；所述遠紅外激光器激發遠紅外激光，經所述耦合器耦合至所述光纖內，經所述光纖輸出的遠紅外激光經所述準直器調節為平行光。所述光路開閉控制裝置包括電子光學快門和與之連接的快門控制裝置，所述快門控制裝置控制電子光學快門的開關。實現加熱時間的控制。所述透鏡組合包括共 軸設置的正透鏡和負透鏡，所述負透鏡靠近所述遠紅外激光光源部一側，所述正透鏡靠近所述雙色鏡一側，所述正透鏡與所述負透鏡之間距離可調。所述正透鏡與所述負透鏡初始距離D滿足D=f2-fl，其中Π為所述負透鏡焦距的絕對值，f2為所述正透鏡焦距。所述正透鏡為平凸透鏡，所述負透鏡平凹透鏡，其中fl介于75毫米與125毫米之間，f2介于125毫米與175毫米之間。正透鏡與負透鏡的焦距的絕對值的比值R= f2/fl。根據不同的實驗需求，選擇不同R值的透鏡組合，可改變加熱光斑大小。R值越大，光斑越小；R值越小，光斑越大。微調正透鏡和負透鏡之間的距離，可改變紅外激光輻射發散角矯正系統中的色差，使得遠紅外激光和可見光在物鏡后能聚焦在同一個平面，保證加熱位置的精確性。所述雙色鏡位于所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學系統之間，且其位于所述激發濾光片的正后方，經所述雙色鏡改變的遠紅外激光光路與經所述激發濾光片的熒光激發光路重疊，所述兩光路透射過所述物鏡聚焦在所述試樣上。遠紅外激光相對于所述雙色鏡的入射角為45度。所述激光光源部的激發光源為金屬鹵素燈。所述物鏡為干系物鏡，其對于遠紅外激光通透率大于50%。所述載物臺為自動平臺，其具有外接控制裝置的外接接口，通過可編程的所述外接控制裝置控制所述自動平臺的位移。本專利技術的顯微鏡還包括矯正載玻片，其由載玻片、熱敏紙、蓋玻片依次層疊封裝組成，用于對試樣提供遠紅外激光光斑位置坐標。物鏡選擇遠紅外激光通透率高的，可使遠紅外激光最大程度透射過物鏡聚光至試樣，提高加熱效率。自動平臺在外接控制裝置控制下，根據編制的控制軟件，進行自動精確控制，控制自動平臺精確移動至至所設定的坐標位。本專利技術的遠紅外溫度躍升顯微鏡，是在現有的熒光顯微鏡基礎上通過增加遠紅外激光系統，產生遠紅外激光波長在1400nm到1500nm之間。選擇對遠紅外激光波長具有高反射率及對可見光具有高透射率的雙色鏡改變遠紅外激光光路使其透射過物鏡后聚光與試樣上，對試樣進行加熱。遠紅外激光在試樣上的光斑大小由透鏡組合的正透鏡和負透鏡的焦距絕對值的比值R值進行調節，調節正透鏡與負透鏡之間的距離改變紅外激光輻射發散角矯正系統中的色差。由于遠紅外激光和激發熒光光路重疊，在熒光顯微鏡的作用下，可以根據試樣各個組織細胞表現出的不同熒光特質，選擇需加熱的微區域，移動載物臺至遠紅外激光光斑所在坐標，遠紅外激光路開閉控制裝置打開遠紅外激光光路對其進行加熱，加熱時間長短由遠紅外激光路開閉控制裝置控制。由于生物組織里面的水分對遠紅外激光波長吸收效率高，而蛋白質和脂類對遠紅外激光波長的吸收效率低。生物組織主要由水、蛋白質、脂類和核酸組成，其中水分占到了80%以上。在1450nm-1500nm附近，水對遠紅外激光(1450nm-1500nm)的吸收系數遠高于水對可見光(400-700nm)的吸收系數，高達10000倍以上。而其它成分，如蛋白質和脂類，對遠紅外激光的吸收很低。因此在遠紅外激光對生物組織進行加熱時，由于水對遠紅外激光的吸收系數和蛋白質、脂類、核酸等對遠紅外的吸收系數的巨大差異，生物組織中的水分能有效快速的被加熱，被加熱的水進而對其周圍的蛋白質、脂類、核酸等進行加熱，相當于微區域的水浴加熱，由于吸收系數不同，則不會損壞其余重要成分，從而保持生物活性。顯微鏡物鏡對激光具有精確匯聚能力，市場上通用的顯微鏡物鏡對激光有非常好的匯聚作用，焦點處光斑大小在I微米左右。本專利技術的顯微鏡具有的優點如下a微區域加熱。通過明場或熒光顯微鏡找到感興趣的單細胞、細胞群或小面積組織本文檔來自技高網...

【技術保護點】
遠紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統、物鏡光學系統、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學系統之間，其包括發射濾光片、二向色鏡及激發濾光片；所述物鏡光學系統包括物鏡轉盤及固定安裝在其上的物鏡；其特征在于在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學系統之間還設置有遠紅外激光系統，其激發產生遠紅外激光并將遠紅外激光聚焦于試樣上。

【技術特征摘要】
1.遠紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統、物鏡光學系統、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學系統之間，其包括發射濾光片、二向色鏡及激發濾光片；所述物鏡光學系統包括物鏡轉盤及固定安裝在其上的物鏡；其特征在于在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學系統之間還設置有遠紅外激光系統，其激發產生遠紅外激光并將遠紅外激光聚焦于試樣上。2.根據權利要求1所述的遠紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述遠紅外激光系統包括遠紅外激光光源部、透鏡組合及雙色鏡；其中所述遠紅外激光光源部用于激發遠紅外激光及控制遠紅外激光激發光路的開閉；所述透鏡組合用于調節經所述遠紅外激光光源部激發的遠紅外激光光斑大小及矯正色差；所述雙色鏡用于反射改變經所述透鏡組合調節后的遠紅外激光光路和透射可見光，經其反射改變光路的遠紅外激光透射過所述物鏡后聚焦于所述試樣上。3.根據權利要求2所述的遠紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述遠紅外激光光源部包括遠紅外激光激發裝置及與之連接的光路開閉控制裝置；所述遠紅外激光激發裝置用于激發遠紅外激光及調節遠紅外激光為平行光；所述光路開閉控制裝置控制調節為平行光的遠紅外激光光路的開啟和關閉。4.根據權利要求3所述的遠紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述遠紅外激光激發裝置包括遠紅外激光器、耦合器、光纖和準直器；所述遠紅外激光器激發遠紅外激光，經所述耦合器耦合至所述光纖內，經所述光纖輸出的遠紅外激光經所述準直器調節為平行光。5.根據權利要求3所述的遠紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述光路開閉控制裝置包括電子光學快門和與之連接的快門控制裝置，所述快門控制裝置控制電子光學快門的開關。6.根據權利要求2所述的遠紅外溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦培武，于冬梅，
申請(專利權)人：蘇州大貓單分子儀器研發有限公司，
類型：發明
國別省市：