The invention discloses an optical tweezers in an arbitrary microobjective field mobile cell and realization method of phase diagram to spatial light modulator through the first computer loaded in advance by Fourier transform phase shift modulation after partition theorem, the aperture plane polarized light phase modulation of 4F imaging imaging system to focus lens the objective of phase modulation; the X-ray polarization laser beam focusing, diameter from several hundred nanometers to several microns in the vicinity of the focal plane, can accurately adjust the ring spot. When the spatial light modulator continuously loads many different phase modulation maps, the position of the corresponding ring spot is very small, so that the annular spot is approximately continuous. When the cell sample pool is placed on the loading platform of the object focal plane, the ring laser spot can capture small particles of different sizes, such as cells, and move cells according to the pre designed path.
【技术实现步骤摘要】
一种在物镜视场内任意移动细胞的环形光镊及实现方法
本专利技术涉及到一种光镊技术,尤其涉及到一种在显微物镜视场内任意移动细胞的环形光镊及实现方法。
技术介绍
美国科学家Ashkin早在1986年的实验中成功地利用一束紧聚焦的激光实现了对生物粒子的捕获和非接触性、无损伤的操作,这种被形象的称为光镊的技术已经从早期简单的操控发展为可用于标定光阱中粒子的受力和纳米尺度的位移等的应用技术。光镊的出现,为人们研究微小粒子的行为提供了实时和强有力的手段,而且在研究方法上从被动的观察转为主动的操控,为生命科学,材料科学,物理学和化学等众多学科领域带来了革命性的创新。经过三十多年的发展,光镊技术取得了许多重要进展。早期的光镊技术只能产生一个光阱,操纵功能非常有限,而且被捕获微粒相对于周围介质的移动只能通过整体移动样品池或载物台。因此,从单光阱捕获向多光阱捕获并且发展动态移动光镊是光镊技术发展的必然趋势。将多个激光器输出的光束耦合到同一个聚焦物镜是产生多光阱的最直接方法,但是这种方法产生的光阱数目有限,且装置复杂。通过衍射光学元件或空间光调制器,调制光束相位来产生特定目标光场的全息光镊技术可产生大阵列光阱,而且具有实时、动态、三维空间独立控制多微粒等优点。1998年Dufresne等利用一个固定衍射元件产生了大阵列光阱分布,标志着全息光镊技术的诞生。2002年,他们利用液晶空间光调制器(SLM)调制入射光场的相位产生二维或三维光阱阵列,实现了实时、动态,独立操控多个微粒的功能。从此,各国科学家们开展了基于激光束振幅调制,相位调制和偏振态调制的空间光场调制全息光镊技术研究,提出 ...
【技术保护点】
一种在显微物镜视场内任意移动细胞的环形光镊,其特征在于,包括:激光器、扩束准直系统、线偏振器、第一反射镜、第一计算机、纯相位空间光调制器、4F傅里叶变换成像系统、分束镜、倒置物镜、载物台、样品池、正置物镜、LED样品照明光源、第二反射镜、滤色镜、成像透镜、CCD电荷耦合成像器件、第二计算机,所述扩束准直系统包括物镜、小孔和透镜;其中,将激光器发出的激光首先进行扩束准直使之成为平行光束,再通过一个线偏振器获得线偏振平行光束,偏振方向与纯相位空间光调制器的液晶面长边平行;使线偏振平行光束通过第一反射镜斜入射纯相位空间光调制器以获得相位调制光束,纯相位空间光调制器的相位由第一计算机通过数据线加载;相位调制光束由4F傅里叶变换成像系统和分束镜成像在倒置物镜的后孔径平面;倒置物镜将光束聚焦成可以改变位置的空心环形光斑,空心环形光斑透过盖玻片入射在位于载物台下表面的样品池内;样品池由LED样品照明光源和正置物镜聚焦的光束照明;照明后的样品池透过倒置物镜、分束器、第二反射镜、滤色镜和聚焦透镜成像在电荷耦合成像器件以及与之连接的第二计算机上;通过样品台水平扫描使空心环形光斑能够捕获样品池内悬浮的某个细 ...
【技术特征摘要】
2017.07.17 CN 20171058044211.一种在显微物镜视场内任意移动细胞的环形光镊,其特征在于,包括:激光器、扩束准直系统、线偏振器、第一反射镜、第一计算机、纯相位空间光调制器、4F傅里叶变换成像系统、分束镜、倒置物镜、载物台、样品池、正置物镜、LED样品照明光源、第二反射镜、滤色镜、成像透镜、CCD电荷耦合成像器件、第二计算机,所述扩束准直系统包括物镜、小孔和透镜;其中,将激光器发出的激光首先进行扩束准直使之成为平行光束,再通过一个线偏振器获得线偏振平行光束,偏振方向与纯相位空间光调制器的液晶面长边平行;使线偏振平行光束通过第一反射镜斜入射纯相位空间光调制器以获得相位调制光束,纯相位空间光调制器的相位由第一计算机通过数据线加载;相位调制光束由4F傅里叶变换成像系统和分束镜成像在倒置物镜的后孔径平面;倒置物镜将光束聚焦成可以改变位置的空心环形光斑,空心环形光斑透过盖玻片入射在位于载物台下表面的样品池内;样品池由LED样品照明光源和正置物镜聚焦的光束照明;照明后的样品池透过倒置物镜、分束器、第二反射镜、滤色镜和聚焦透镜成像在电荷耦合成像器件以及与之连接的第二计算机上;通过样品台水平扫描使空心环形光斑能够捕获样品池内悬浮的某个细胞;动态更新加载在第一计算机和纯相位空间光调制器的相位调制图,使空心环形光斑在焦平面内沿事先设计的路径移动,从而带动捕获的细胞移动。2.根据权利要求1所述的一种可在物镜视场内任意移动细胞的环形光镊,其特征在于,所述样品池由双面透明胶粘在载玻片上的四周的结构构成,样品池中的样品由溶解在蒸馏水的细胞组成,并使用微升移液器把样品加注入样品池并由盖玻片密封完成。3.根据权利要求2所述的一种可在物镜视场内任意移动细胞的环形光镊,其特征在于,被捕获的细胞沿任意事先设计的路径移动。4.一种利用在显微物镜视场内任意移动细胞的环形光镊的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:将激光器发出的激光首先进行扩束准直使之成为平行光束,再通过一个线偏振器获得线偏振平行光束,偏振方向与纯相位空间光调制器的液晶面长边平行;步骤S2:使线偏振平行光束通过第一反射镜斜入射纯相位空间光调制器以获得相位调制光束,纯相位空间光调制器的相位由第一计算机通过数据线加载;步骤S3:相位调制光束由4F傅里叶变换成像系统和分束镜成像在倒置物镜的后孔径平面;步骤S4:倒置物镜将光束聚焦成可以改变位置的空心环形光斑,空心环形光斑透过盖玻片入射在位于载物台下表面的样品池内;步骤S5:样品池由LED样品照明光源和正置物镜聚焦的光束照明;步骤S6:照明后的样品池透过倒置物镜、分束器、第二反射镜、滤色镜和聚焦透镜成像在电荷耦合成像器件以及与之连接的第二计算机上;步骤S7:通...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈建农,刘国豪,李贵琳,徐在斌,郭欣月,闫佳庆,
申请(专利权)人:鲁东大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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