一种用于激光扫描显微镜荧光观测的冷台及使用方法技术

本发明专利技术提供一种用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台及使用方法，所述冷台包括液氮罐、冷台本体以及静音气泵；冷台本体内设有保温密封腔，保温密封腔的外部设有样品薄片槽，样品薄片槽用于放置样品薄片；液氮罐通过保温管线与保温密封腔连通，静音气泵通过非保温管线与保温密封腔连通；静音气泵用于对冷台本体内进行抽气，从而将液氮罐内的液氮引入冷台本体内，并对样品薄片进行冷却本发明专利技术提供的方案，克服了现有冷热台和冷热板在高分辨冷冻观测方面的缺陷，实现了用常规焦距物镜对冷冻样品薄片的高分辨观测，避免了视窗玻璃对光的吸收以及空气中的水在样品表面凝结与结霜，可获得真实的高质量观测结果，且不必裁剪样品薄片，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光扫描显微镜荧光观测的冷台及使用方法


[0001]本专利技术属于用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测
，具体涉及一种用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台及使用方法。

技术介绍

[0002]激光扫描共聚焦显微镜具有高分辨率、三维立体成像、反射光和荧光多通道扫描等功能，可进行微米和亚微米级观测，在生物、医学、材料科学、石油勘探和开发等领域已得到广泛应用；在石油勘探和开发领域的应用主要包括储层孔隙结构及含油性、页岩有机质、化石显微构造、油层水淹状况及含油率、乳化油内部结构、古流体压力、油田水含油量的快速检测等多个方面；其中，相当一部分观测需要在冷冻条件下进行；尤其是，页岩油的含油性观测，既需要冷冻，又需要高分辨。
[0003]页岩油是指蕴藏在富有机质页岩层系内的石油，其资源十分丰富，是重要的石油资源接替领域；页岩油可分为中低成熟度重质油和中高成熟度轻质油，前者油质重，黏度高，可流动性差，仅采用水平井和水利压裂技术难以开采；后者油质轻，黏度低，可流动性强，较易开采；因此，页岩油勘探开发需要查明易采轻质油和难采重质油的分布；页岩中既有原位生成的原油，也有同层和跨层的它源油；在同一盆地的不同区带，甚至在同一口井的水平段，中低熟重质和中高熟轻质油的分布表现出较强的非均一性；因此，页岩油勘探开发需要对页岩进行微米和亚微米级微观观测，获取中低熟重质油和中高熟轻质油的分布、含量及轻重比（轻质油含量/重组分含量的比值）信息。
[0004]页岩的孔隙较小，多为亚微米和纳米级；应用激光扫描共聚焦显微镜对冷冻抛光的页岩样品薄片进行反射光和荧光联合扫描，可同时获得孔隙及其中的中低熟重质和中高熟轻质油的微观分布、含量及轻重比（轻质油含量/重组分含量的比值）信息；但观测时，必须冷冻样品，否则，轻质油的挥发会使观测结果失真；如果用超高分辨激光共聚焦显微镜在常温下进行观测，其高强度的激光使岩石中的原油沸腾，不能进行观测。
[0005]显微冷热台可用来冷冻样品，但难以满足亚微米级高分辨观测的要求；这种冷热台为气密腔[如英国林肯Linkam冷热台、美国INSTEC冷热台及国产冷热台(专利号：CN202020583741.8、CN202011069121.3、CN201620438901.3、CN202010868111.X、CN201621288558.5、CN202010867657.3、CN202122721920.0、CN201610519592.7、CN201921307339.0、US3230773A）]，样品薄片需置入腔内，上盖开有视窗，由玻璃制作；内置样品与物镜间的距离较大，须用长焦距物镜才能进行高分辨观测（如用50倍或100倍长焦距物镜）；长焦距物镜的清晰度低于相同倍数的常规焦距物镜；而且，视窗玻璃对光有反射和吸收作用，使接收到的光信号大幅度减弱，其中，荧光信号最弱；要获得足够强的荧光信号，除了需要调高激光强度外，还需调大探测针孔；但是，调大探测针孔又使激光共聚焦显微镜的分辨率大幅度下降；视窗玻璃的吸收作用还会改变荧光的光谱特征；中低熟重质油和中高熟轻质油的判识，依据荧光的光谱特征；因此，视窗玻璃对这种观测构成双重干扰；此外，样品薄片需要裁减至较小面积，才能放入显微冷热台的腔体，观察范围受到限制，而且在薄
片的裁剪过程中，也需要冷冻，失败率较高，效率较低；美国INSTEC公司的半导体冷热平板，不需要裁剪样品薄片，不加盖，无玻璃视窗，不存在玻璃反射与吸收的干扰，也可使用常规焦距物镜进行观测；但是，平板的低温保持能力较差，且在低温条件下，空气中的水会在样品表面凝结或结霜，同样影响观测，甚至破坏样品；正是由于这些原因，应用已有显微冷热台和冷热平板与激光扫描共聚焦显微镜难以实现亚微米级的高分辨观测。
[0006]此外，现有技术中还有一些用于微观观测的冷台（例如专利号：GB2197981、US4262194和US8586943B2），但它们是专门为电子显微镜以及激光消融电感耦合等离子体质谱分析仪设计的，不适于激光扫描共聚焦显微镜。
[0007]基于上述页岩样品薄片观测中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台及使用方法，旨在解决现有冷冻样品观测的问题。
[0009]本专利技术提供一种用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台，所述冷台包括液氮罐、冷台本体以及静音气泵；冷台本体内设有保温密封腔，保温密封腔的外部设有样品薄片槽，样品薄片槽用于放置样品薄片；液氮罐通过保温管线与保温密封腔连通，静音气泵通过非保温管线与保温密封腔连通；静音气泵用于对冷台本体内进行抽气，从而将液氮罐内的液氮引入冷台本体内，并对样品薄片槽进行冷却，进而通过传导冷却样品薄片，以避免液氮直接冲击样品薄片，引起振动，并使温度比较均匀。
[0010]进一步地，冷台本体上还设有温度传感器槽，温度传感器槽设置于样品薄片槽的侧边，温度传感器槽内设有温度传感器，温度传感器用于检测样品薄片的温度。
[0011]进一步地，冷台本体用金属材料制作并设有保温层，但温度传感器槽和样品薄片槽均不设保温层处理；液氮通过转化为氮气并通过样品薄片的表面，从而形成不含水的氮气氛，氮气氛用于覆盖样品薄片。
[0012]进一步地，冷台包括计算机，计算机通过信号线分别与温度传感器和静音气泵电连接，从而控制静音气泵的运行，以及接收温度传感器的温度信号。
[0013]进一步地，样品薄片槽的长度为10cm至16cm，样品薄片槽的宽度为4cm至10cm，样品薄片槽的深度为1cm至4cm。
[0014]进一步地，样品薄片槽的上端面为直接开槽结构，且无玻璃视窗时，能够将冷冻的荧光样品薄片直接放入样品薄片槽，可采用常规焦距物镜直接观测；当需进行单偏光观测时，样品薄片槽和冷台本体的底盘采用透明材料制作。
[0015]进一步地，样品薄片槽内放置有页岩样品或其它含有机物的样品。
[0016]相应地，本专利技术还提供一种用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的使用方法，采用上述所述的冷台；所述使用方法包括以下过程：S1：将冷台本体放置在激光共聚焦显微镜或超高分辨激光共聚焦显微镜的载物台上；S2：启动静音气泵抽取冷台本体的保温密封腔内的空气，从而将液氮引入保温密封腔，从而冷却样品薄片槽，然后从冷柜中取出样品薄片并快速放入样品薄片槽内；
S3：通过激光共聚焦显微镜或超高分辨激光共聚焦显微镜对样品薄片槽内的样品薄片进行观测；S4：采集观测图片并进行样品分析。
[0017]进一步地，S2步骤中：在用液氮冷却样品薄片的过程中，液氮自身转为氮气，氮气将被通到样品薄片的表面，形成不含水的氮气氛。
[0018]进一步地，S2步骤中：样品薄片槽侧边的温度传感器实时检测样品薄片的温度，并传输至计算机；计算机还用于控制静音气泵的运行。
[0019]进一步地，使用方法用于对样品薄片槽内的页岩样品进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台，其特征在于，所述冷台包括液氮罐（1）、冷台本体（3）以及静音气泵（7）；所述冷台本体（3）内设有保温密封腔，所述保温密封腔的外部设有样品薄片槽（4），所述样品薄片槽（4）用于放置样品薄片；所述液氮罐（1）通过保温管线（2）与所述保温密封腔连通，所述静音气泵（7）通过非保温管线（6）与所述保温密封腔连通；所述静音气泵（7）用于对所述冷台本体（3）内进行抽气，从而将所述液氮罐（1）内的液氮引入所述冷台本体（3）内，并对样品薄片进行冷却。2.根据权利要求1所述的用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台，其特征在于，所述冷台本体（3）上还设有温度传感器槽（5），所述温度传感器槽（5）设置于所述样品薄片槽（4）的侧边，所述温度传感器槽（5）内设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述样品薄片的温度。3.根据权利要求2所述的用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台，其特征在于，所述冷台本体（3）由金属材料制作并设有保温层，但所述温度传感器槽（5）和所述样品薄片槽（4）均不设保温层处理；所述液氮通过转化为氮气并通过所述样品薄片的表面，从而形成不含水的氮气氛，所述氮气氛用于覆盖所述样品薄片。4.根据权利要求2所述的用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台，其特征在于，所述冷台包括计算机（8），所述计算机（8）通过信号线（9）分别与所述温度传感器和所述静音气泵（7）电连接，从而控制所述静音气泵（7）的运行、以及接收所述温度传感器的温度信号。5.根据权利要求1所述的用于激光扫描共聚焦显微镜荧光观测的冷台，其特征在于，所述样品薄片槽的长度为10cm至16cm，所述样品薄片槽的宽度为4cm至10cm，所述样品薄片槽的深度为1cm至4cm。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刘平，李照阳，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：