本發明專利技術涉及一種正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜儀系統裝置。裝置由半導體拉曼激光器、空間濾波器、短通二向色分束光路系統、光譜儀、正置顯微鏡和倒置顯微鏡構成，激光器與空間濾波器之間以光路方式相連；空間濾波器與短通二向色分束光路系統以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與拉曼檢測儀之間以光纖方式連接；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與倒置顯微鏡之間通過反射鏡以光路方式相連。檢測過程中保證細胞的活性，對細胞進行生化分析。正置與倒置激光光鑷拉曼光譜系統之間可以通過一個裝有45°反射鏡的轉盤靈活方便進行切換，既可以組合使用也可以單獨使用。
【技術實現步驟摘要】
一種正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜測試裝置
本專利技術涉及一種將正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜測試裝置，該裝置能夠實現對微米級透明物質進行光鑷捕獲和拉曼光譜測試，特別適合對細胞或者細胞器研究。對獲得的拉曼光譜數據進行分析，可以區分和鑒別生物細胞微小結構或生化成分變化。
技術介紹
激光光鑷拉曼系統是一項將激光光鑷與拉曼光譜相結合的光學技術，它是當今生物領域中單細胞分子水平研究的熱門工具，具有無損、快速、實時檢測等特點。現在國際上其它研究小組搭建起來的大部分是倒置的激光光鑷拉曼系統，但是它存在的一些不足：激光從物鏡到細胞需要經過油鏡鏡油和蓋玻片，才能實現對細胞的抓捕，但這樣測試的光譜信號很容易受到鏡油和蓋玻片背景信號的干擾，同時不能夠充分有效利用油鏡鏡頭的數值孔徑，而且抓捕的細胞只能局限于蓋玻片上方的15微米左右的細胞，對其它位置的細胞無法進行光鑷捕獲，給實際操作帶來很大不便；而正置光鑷系統雖然能夠水鏡鏡頭伸到溶液中的任意深度進行細胞捕獲，但水鏡鏡頭的數值孔徑偏小，利用正置系統進行細胞抓捕時需要較大的激光功率，所以難以實現對質量較大的細胞或其它微粒的光鑷捕獲。鑒于正置和倒置激光光鑷拉曼系統的各自優缺點，本專利技術組建的這套正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜裝置，可以充分利用它們各自的優點，根據具體情況靈活選擇正置或者倒置顯微鏡系統，對微米級透明物質進行光鑷捕獲和拉曼光譜測試。
技術實現思路
本專利技術的任務是通過自行搭建正置與倒置聯用的激光光鑷拉曼光譜測試裝置，實現對活性細胞的捕獲并且可以同時進行拉曼光譜測試。為實現本專利技術設計目的采用的技術方案是：裝置由半導體拉曼激光器、空間濾波器、短通二向色分束光路系統、光譜儀、正置顯微鏡和倒置顯微鏡構成，其中激光器與空間濾波器之間通過反射鏡A、反射鏡B以光路方式相連；空間濾波器與短通二向色分束光路系統通過反射鏡C、反射鏡D以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與拉曼檢測儀之間以光纖方式連接；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間通過反射鏡E以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與倒置顯微鏡之間通過反射鏡F、反射鏡G、反射鏡H以光路方式相連。所述的半導體拉曼激光器波長為785nm單模半導體拉曼激光器。所述的空間濾波器由同光軸設置的凸透鏡A、針孔、凸透鏡B和帶通濾色片組成，激光器發出的激光依次通過凸透鏡A、針孔、凸透鏡B和帶通濾色片。所述的短通二向色分束光路系統由短通二向色分束鏡、凸透鏡C、陷波濾色片和光纖連接器組成，空間濾波器反射出的激光，以45°的入射角入射到短波通二向色分束鏡并穿過分束鏡后直行進入正置顯微鏡中；由正置顯微鏡反射回來的拉曼信號經該分束鏡以90°的反射角反射后入射到凸透鏡C、陷波濾色片、光纖并最后被光譜儀接收。首先讓波長為785nm單模半導體激光器輸出的激光經平面反射鏡A、反射鏡B反射后進入空間濾波器中同光軸設置的凸透鏡A、針孔、凸透鏡B和帶通濾色片。空間濾波器的作用是進一步優化單模激光的輸出模式，有利于后面實現對細胞穩定的光鑷捕獲。從帶通濾色片出射的激光被反射鏡C、反射鏡D反射后以45°的入射角入射到短通二向色分束光路系統中設置的短波通二向色分束鏡并透射過該分束鏡，激光被導入到一個正置顯微鏡中。正置顯微鏡上方設置有一個呈45°安裝的反射鏡E，利用反射鏡E可以將激光導入到正置顯微鏡鏡筒中進而實現對正置顯微鏡下方細胞培養皿A中細胞的捕獲，同時這束激光還作為激發光激發細胞拉曼信號，所激發的細胞拉曼信號以180°反向反射回來，經正置顯微鏡、反射鏡E反射后又被二向色分束鏡反射，進入焦距為150mm的凸透鏡C聚焦，再通過陷波濾色片濾除被散射回來的少量激光，最后將純拉曼信號匯聚、耦合到芯徑為50微米的光纖。該光纖既是用來接收拉曼光譜信號，同時光纖端面又相當于50微米的針孔，可以實現共聚焦的光路結構，濾除雜散光信號。經過光纖將拉曼信號傳輸到光譜儀探測拉曼光譜信號并最終通過電腦顯示器顯示出來。如果需要利用倒置顯微鏡進行細胞光鑷捕獲和拉曼檢測，可以通過移動正置顯微鏡中反射鏡E，讓激光直接穿過正置顯微鏡，被反射鏡F、反射鏡G和反射鏡H反射將激光導入到倒置顯微鏡中，同時利用倒置顯微鏡中配置的100倍油鏡鏡頭可以更加容易實現對細胞的光鑷捕獲。同時這束激光還作為激發光激發細胞拉曼信號，所激發的細胞拉曼信號以180°反向反射回來，經倒置顯微鏡、反射鏡G、反射鏡F反射后被短波通二向色分束鏡反射進入一焦距為150mm的匯聚透鏡聚焦，拉曼信號再通過一陷波濾色片濾除被散射回來的激光，最后將純拉曼信號匯聚、耦合到芯徑為50微米的光纖，經過該光纖將拉曼信號傳輸到光譜儀探測拉曼光譜信號并最終通過電腦顯示器顯示出來。利用這套正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜儀裝置，我們可以充分利用正置與倒置光路兩者的優點，根據實際情況，方便、靈活選擇正置或倒置系統進行活性細胞的快速捕獲，并且通過拉曼光譜對細胞的生化成分進行實時檢測與分析。附圖說明圖1是本專利技術的裝置結構原理示意圖。具體實施方式為對本專利技術有更深刻的理解，下面結合附圖，以實施例的方式對本專利技術進行進一步的說明。圖1中，1是反射鏡A；2是單模半導體拉曼激光器；3是反射鏡D；4是短通二向色分束鏡；5是反射鏡E；6是反射鏡F；7是細胞培養皿B；8是倒置顯微鏡；9是反射鏡H；10是反射鏡G；11是正置顯微鏡；12是細胞培養皿A；13是光纖連接器；14是拉曼光譜儀；15是光纖；16是陷波濾色片；17是凸透鏡C；18是反射鏡C；19是帶通濾色片；20是凸透鏡B；21是針孔；22是凸透鏡A；23是反射鏡B。實施例1首先單模半導體拉曼激光器輸出785nm激光，經反射鏡A1和反射鏡B23反射后依次通過凸透鏡A22、針孔21、凸透鏡B20、帶通濾色片19、反射鏡C18和反射鏡D3后，激光以45°的入射角入射到785nm短波通二向色分束鏡4并透射過該分束鏡，激光被導入到一個裝有45°反射角的反射鏡E5反射進入正置顯微鏡11，直至正置顯微鏡11中的63倍萊卡水鏡鏡頭，出射的激光對水鏡下方細胞培養皿A12中的活性細胞進行捕獲，此時激光功率為10mw左右。通過顯微鏡中自帶的CCD來觀察細胞是否被穩定的捕獲在激光焦點所形成是勢阱中。當細胞被捕獲在光鑷勢井中時，利用這束激光同時作為激發光激發細胞拉曼信號。從180°反向反射回來的細胞拉曼信號經水鏡鏡頭接收、反射鏡E5反射后被二向色分束鏡4反射進入凸透鏡C17匯聚，拉曼信號再通過一陷波濾色片16濾除少量被散射回來的激光，最后通過光纖連接器13將純拉曼信號匯聚、耦合到芯徑為50微米的光纖15，經過光纖15將拉曼信號傳輸到光譜儀14探測拉曼光譜信號并最終通過電腦顯示器顯示出來。上述激光器為785nm單模半導體拉曼激光器（廠家：上海熙隆光電科技有限公司，型號：SL-785-XXX），發出的激光最大功率為100mW；正置顯微鏡為萊卡品牌；Kaiser光譜儀（型號：HoloSpec-f_2.2-NIR）；反射鏡型號：PF10-03-P01-10空間濾波器（KT310），凸透鏡（型號：LA1608-B-ML），帶通濾色片（型號：FL780-10），二向色分束鏡（LPD01-7本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜測試裝置，其特征在于裝置由半導體拉曼激光器、空間濾波器、短通二向色分束光路系統、光譜儀、正置顯微鏡和倒置顯微鏡構成，其中激光器與空間濾波器之間通過反射鏡A、反射鏡B以光路方式相連；空間濾波器與短通二向色分束光路系統通過反射鏡C、反射鏡D以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與拉曼檢測儀之間以光纖方式連接；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間通過反射鏡E以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與倒置顯微鏡之間通過反射鏡F、反射鏡G、反射鏡H以光路方式相連。
【技術特征摘要】
1.一種正置與倒置聯用的共聚焦激光光鑷拉曼光譜測試裝置，其特征在于裝置由半導體拉曼激光器、空間濾波器、短通二向色分束光路系統、光譜儀、正置顯微鏡和倒置顯微鏡構成，其中半導體拉曼激光器與空間濾波器之間通過反射鏡A、反射鏡B以及光路方式相連；空間濾波器與短通二向色分束光路系統通過反射鏡C、反射鏡D以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間以光路方式相連；短通二向色分束光路系統與光譜儀之間以光纖方式連接；短通二向色分束光路系統與正置顯微鏡之間通過反射鏡E以光路...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮尚源，陳榮，李永增，黃少華，林居強，黃組芳，
申請(專利權)人：福建師范大學，
類型：發明
國別省市：
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