一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置制造方法及图纸

一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置，包括激光器、光学隔离器、反射镜、二向色镜、光束提升架、显微物镜、电动平移台、电子耦合器件。本发明专利技术基于正置显微镜的光镊装置，来实现激光光镊对活体脑血管单个红细胞捕获的俯卧位放置的需求。本发明专利技术将有效促进光镊技术在脑科学领域中的活体应用。

A Single Beam Laser Tweezers Device Based on Positive Microscope

A single-beam laser tweezers device based on a positive microscope consists of a laser, an optical isolator, a mirror, a dichroic mirror, a beam elevator, a microscopic objective, an electric translator and an electronic coupler. The present invention is based on an optical tweezers device of a positive microscope to realize the requirement of laser optical tweezers for prone placement of capturing single red blood cells of living cerebrovascular. The invention will effectively promote the application of optical tweezers technology in vivo in the field of brain science.

【技术实现步骤摘要】
一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置
本专利技术涉及一种连续激光器发射的单束激光在正置显微镜下形成的激光光镊，具体是一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置。
技术介绍
光镊是操纵微纳米量级粒子和测量皮牛量级力的新工具。光镊，即光学镊子，具有光学操纵和弱相互作用测量的能力。光镊通过光与物体相互作用，在三维空间俘获微小粒子，具有无机械接触、远距离操作、不干扰粒子所处的周围环境等特点。在液体环境中，光镊能够悬浮、固定、排列、操控、构建、分选和旋转微粒。此外，光镊通过光给物体施加作用力，作用力小于200pN。因此，光镊也是微小力的探针，能用于微观领域的弱相互作用测量。激光光镊对离体和活体红细胞操纵的研究。激光光镊利用单束激光经过带有高数值孔径的显微物镜进行强聚焦产生三维光阱。光镊可以在接近生理状态下，对单个生物大分子、细胞器或细胞进行识别，追踪生物细胞的生命活动；尤其是对单个红细胞或病变红细胞进行识别，或长时间实时监测单个红细胞的应急反应。在活动物体内，现有的光镊技术已应用到活体耳部毛细血管内红细胞的研究中。激光光镊对活体脑血管红细胞捕获的局限性。目前用于活体研究的激光光镊主要采用倒置显微镜模式进行设计，由于这种模式有利于生物样本的观察，以及与其它辅助设备的组合运用。然而，该模式下的光镊系统在活体研究中，一般将实验样品以仰卧位放置在显微物镜的上方，这种方式导致该系统局限于活体样本的耳部毛细血管研究。而在当前脑科学领域的脑血管研究中，基于倒置显微镜模式的光镊系统难以实现相关功能。相比于倒置显微镜模式，正置显微镜模式的光镊装置可以实现对活体脑血管、脊髓血管的研究，在于这种模式可以将活体生物样本以俯卧位放置在显微物镜下，这是倒置显微镜模式无法实现的。光镊装置在脑科学领域中应用的局限性，对光镊技术的发展提出了新的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置，以解决上述问题的至少一个方面。根据本专利技术的一方面，提供一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置，包括激光器、光学隔离器、反射镜、二向色镜、光束提升架、显微物镜、电动平移台、电子耦合器件；所述激光器用于发射单束激光；所述光学隔离器用于隔离反射回来的激光，保护激光器；正对着激光器的发射口设置；所述反射镜用于改变激光的传播方向；所述光束提升架与光学隔离器相对设置，用于提高光束的水平高度；反射镜置于光束提升架上；所述显微物镜的镜头与二向色镜成45度相对设置，用于聚焦激光光束形成光镊；所述二向色镜根据波长来透过或反射光，二向色镜将透过光引入到正置的显微物镜中，在样品池的溶液中聚焦形成光镊，并捕获目标样品；所述电动平移台置于显微物镜的镜头下方，用于样品的移动；还包括照明光路，照明光路包括聚光镜、卤素灯，卤素灯发出的散射光经聚光镜聚光提供照明；所述电子耦合器件用于检测光镊的捕获效果，记录捕捉位置；卤素灯经聚光镜透射光经二向色镜反射至电子耦合器件。电子耦合器件与计算机相连，实时监测样品池中的样本。本专利技术的有益效果是：本专利技术基于正置显微镜的光镊装置，来实现激光光镊对活体脑血管单个红细胞捕获的俯卧位放置的需求。本专利技术将有效促进光镊技术在脑科学领域中的活体应用。附图说明图1是一种基于正置显微镜的光镊系统的实施示意图。1-半导体激光器，2-光学隔离器，3-反射镜，4-反射镜，5-反射镜，6-二向色镜，7-显微物镜，8-可移动载物台，9-聚光镜，10-卤素灯光源，11-电子耦合器件，12-计算机。具体实施方式为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图，对本专利技术进行进一步的说明。实施例1首先固体激光器输出一束波长为532nm的绿色激光，经光学隔离器整形后，引入到由反射镜构成的光路提升架中，并通过二向色镜引入到正置的显微物镜中，在样品池的溶液中聚焦形成光镊。显微物镜的参数：放大倍数为60，数值孔径1.0，水浸物镜。此时，激光功率为15mW以下。卤素灯发出的散射光经聚光镜聚光提供照明。通过与显微物镜连接的电子耦合器件和计算机用来观察样品池中的动态过程。上述激光器为532nm固体绿色激光器，MGL-H-532nm型。显微物镜为奥林巴斯品牌，LUMPLFLN60XW(60×,N.A.1.0)。光学隔离器为大恒光电品牌；反射镜为GCC-101102型宽带介质膜高反射镜(450-700nm,Φ25.4)；二向色镜为Φ12.7mm，透射红外光，熔融石英系；电子耦合器件为MER-310-120UC型工业相机CCD，HxV(656×492)；均由大恒光电提供。光束提升架为光学常用的提高光束的水平高度器件；电动平移台为光学常用的直线电机平移台。实施例2选用直径为1μm至2μm的聚苯乙烯小球。并将小球用蒸馏水悬浮于样品池中。显微物镜选择数值孔径高于1.0的水镜。固体激光器输出一束波长为532nm的绿色激光，经光学隔离器整形后，引入到由反射镜构成的光路提升架中，并通过二向色镜引入到正置的显微物镜中，在样品池的溶液中聚焦形成光镊，并捕获聚苯乙烯小球。照明光路经聚光镜引入为小球的明场成像提供照明，透射光经二向色镜反射至电子耦合器件，通过电子耦合器件记录小球位置。电子耦合器件与计算机相连，实时监测样品池中的聚苯乙烯小球。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术创造的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置，其特征在于：包括激光器、光学隔离器、反射镜、二向色镜、光束提升架、显微物镜、电动平移台、电子耦合器件；所述激光器用于发射单束激光；所述光学隔离器用于隔离反射回来的激光，保护激光器；正对着激光器的发射口设置；所述反射镜用于改变激光的传播方向；所述光束提升架与光学隔离器相对设置，用于提高光束的水平高度；反射镜置于光束提升架上；所述显微物镜的镜头与二向色镜成45度相对设置，用于聚焦激光光束形成光镊；所述二向色镜根据波长来透过或反射光，二向色镜将透过光引入到正置的显微物镜中，在样品池的溶液中聚焦形成光镊，并捕获目标样品；所述电动平移台置于显微物镜的镜头下方，用于样品的移动；所述电子耦合器件与二向色镜相对设置，用于检测光镊的捕获效果，记录捕捉位置；电子耦合器件与计算机相连，实时监测样品池中的样本。

【技术特征摘要】
1.一种基于正置显微镜的单光束激光光镊装置，其特征在于：包括激光器、光学隔离器、反射镜、二向色镜、光束提升架、显微物镜、电动平移台、电子耦合器件；所述激光器用于发射单束激光；所述光学隔离器用于隔离反射回来的激光，保护激光器；正对着激光器的发射口设置；所述反射镜用于改变激光的传播方向；所述光束提升架与光学隔离器相对设置，用于提高光束的水平高度；反射镜置于光束提升架上；所述显微物镜的镜头与二向色镜成45度相对设置，用于聚焦激光光束形成光镊；所述二向色镜根据波长来透过或反射光，二向色镜将透过光引入到正置的显微物镜中，在样品池的溶液中聚焦形成光镊，并捕获目标样品；所述电动平移...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾敏，吉紫娟，郑秋莎，黄乐，胡可，赵明锋，
申请(专利权)人：湖北第二师范学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42