远红外温度跃升显微镜制造技术

远红外温度跃升显微镜，其包括激光光源部、荧光滤光片组合、显微镜成像系统、物镜光学系统、载物台，所述荧光滤光片组合位于所述激光光源部与所述物镜光学系统之间，其包括发射滤光片、二向色镜及激发滤光片；所述物镜光学系统包括物镜转盘及固定安装在其上的物镜；在所述荧光滤光片组合与所述物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，其激发产生远红外激光并将远红外激光聚光于试样上。该显微镜可以对生物试样标本的微区域进行精确加热，且加热效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对生物细胞组织进行观察或成像的荧光显微镜，尤其是指可以对细胞组织进行加热的荧光显微镜。
技术介绍
用加热的方式控制外源基因表达和离子通道开关，在生物医学中有着非常广泛的应用。热激蛋白启动子是一组在结构上高度保守的多肽，当外部温度较高(大于35度)时，该启动子被激活并调控其下流基因的表达。该方法是发育生物学中一个非常重要的实验手段。在离子通道大家族中，最近有许多对温度敏感的离子通道被发现，但对它们的生物学功能的研究还相当匮乏。通过局部加热的方式控制离子通道的开关是研究其功能最有效、直接的实验方法。传统的加热的方式主要用水浴(37度水浴箱)或者电子元件(电阻)对活体生物或者活体组织、细胞进行加热。中国专利200680038229. 8中揭示了一种显微镜加热装置，其也是利用电子元件对水进行加热，形成恒温水浴对细胞组织进行加热。这种传统的通过载物台上的加热装置的加热方式有以下四个缺点(1)无法微区域加热。无论是用水浴还是电加热，只能对生物标本整体或者大面积局部加热，无法对感兴趣的微区域(十到几十微米)或者单细胞(十微米)进行精确定点加热； (2)加热效率低，加热耗时长。用水浴激活热激蛋，通常需要对生物标本或者组织持续加热I到2小时。长时间加热对生物个体有较大的损伤，影响其生物活性； (3)无法精确控制温度。不同组织对热的传导性不一样，导热模型复杂，理论上很难计算加热区域的实际温度梯度分布。同时，传统方法无法实时监控不同区域的温度并进行相应调控；(4)无法深度加热。由于生物组织不良导热性，使得部分内部组织无法得到有效的加热。由于传统加热方式存在上述缺陷,对于试样标本的微区域加热成为生物医学界急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可对生物组织进行微区域加热的显微镜，其可以实现微区域加热并精确控制温度。本专利技术提供的技术方案是远红外温度跃升显微镜，其包括激光光源部、荧光滤光片组合、显微镜成像系统、物镜光学系统、载物台，突光滤光片组合位于激光光源部与物镜光学系统之间；其特征在于在荧光滤光片组合与物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，激发产生远红外激光并将远红外激光聚光于试样上。远红外温度跃升显微镜,其包括激光光源部、突光滤光片组合、物镜光学系统、载物台，所述荧光滤光片组合位于所述激光光源部与所述物镜光学系统之间，其包括发射滤光片、二向色镜及激发滤光片；所述物镜光学系统包括物镜转盘及固定安装在其上的物镜；其特征在于在所述荧光滤光片组合与所述物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，其激发产生远红外激光并将远红外激光聚光于试样上。所述远红外激光系统包括远红外激光光源部、透镜组合及双色镜；其中所述远红外激光光源部用于激发远红外激光及控制远红外激光激发光路的开闭；所述透镜组合用于调节经所述远红外激光光源部激发的远红外激光光斑大小及矫正色差；所述双色镜用于反射改变经所述透镜组合调节后的远红外激光光路和透射可见光，经其反射改变光路的远红外激光透射过所述物镜后聚焦于所述试样上。所述远红外激光光源部包括远红外激光激发装置及与之连接的光路开闭控制装置；所述远红外激光激发装置用于激发远红外激光及调节远红外激光为平行光；所述光路开闭控制装置控制调节为平行光的远红外激光光路的开启和关闭。所述远红外激光激发装置包括远红外激光器、耦合器、光纤和准直器；所述远红外激光器激发远红外激光，经所述耦合器耦合至所述光纤内，经所述光纤输出的远红外激光经所述准直器调节为平行光。所述光路开闭控制装置包括电子光学快门和与之连接的快门控制装置，所述快门控制装置控制电子光学快门的开关。实现加热时间的控制。所述透镜组合包括共 轴设置的正透镜和负透镜，所述负透镜靠近所述远红外激光光源部一侧，所述正透镜靠近所述双色镜一侧，所述正透镜与所述负透镜之间距离可调。所述正透镜与所述负透镜初始距离D满足D=f2-fl，其中Π为所述负透镜焦距的绝对值，f2为所述正透镜焦距。所述正透镜为平凸透镜，所述负透镜平凹透镜，其中fl介于75毫米与125毫米之间，f2介于125毫米与175毫米之间。正透镜与负透镜的焦距的绝对值的比值R= f2/fl。根据不同的实验需求，选择不同R值的透镜组合，可改变加热光斑大小。R值越大，光斑越小；R值越小，光斑越大。微调正透镜和负透镜之间的距离，可改变红外激光辐射发散角矫正系统中的色差，使得远红外激光和可见光在物镜后能聚焦在同一个平面，保证加热位置的精确性。所述双色镜位于所述荧光滤光片组合与所述物镜光学系统之间，且其位于所述激发滤光片的正后方，经所述双色镜改变的远红外激光光路与经所述激发滤光片的荧光激发光路重叠，所述两光路透射过所述物镜聚焦在所述试样上。远红外激光相对于所述双色镜的入射角为45度。所述激光光源部的激发光源为金属卤素灯。所述物镜为干系物镜，其对于远红外激光通透率大于50%。所述载物台为自动平台，其具有外接控制装置的外接接口，通过可编程的所述外接控制装置控制所述自动平台的位移。本专利技术的显微镜还包括矫正载玻片，其由载玻片、热敏纸、盖玻片依次层叠封装组成，用于对试样提供远红外激光光斑位置坐标。物镜选择远红外激光通透率高的，可使远红外激光最大程度透射过物镜聚光至试样，提高加热效率。自动平台在外接控制装置控制下，根据编制的控制软件，进行自动精确控制，控制自动平台精确移动至至所设定的坐标位。本专利技术的远红外温度跃升显微镜，是在现有的荧光显微镜基础上通过增加远红外激光系统，产生远红外激光波长在1400nm到1500nm之间。选择对远红外激光波长具有高反射率及对可见光具有高透射率的双色镜改变远红外激光光路使其透射过物镜后聚光与试样上，对试样进行加热。远红外激光在试样上的光斑大小由透镜组合的正透镜和负透镜的焦距绝对值的比值R值进行调节，调节正透镜与负透镜之间的距离改变红外激光辐射发散角矫正系统中的色差。由于远红外激光和激发荧光光路重叠，在荧光显微镜的作用下，可以根据试样各个组织细胞表现出的不同荧光特质，选择需加热的微区域，移动载物台至远红外激光光斑所在坐标，远红外激光路开闭控制装置打开远红外激光光路对其进行加热，加热时间长短由远红外激光路开闭控制装置控制。由于生物组织里面的水分对远红外激光波长吸收效率高，而蛋白质和脂类对远红外激光波长的吸收效率低。生物组织主要由水、蛋白质、脂类和核酸组成，其中水分占到了80%以上。在1450nm-1500nm附近，水对远红外激光(1450nm-1500nm)的吸收系数远高于水对可见光(400-700nm)的吸收系数，高达10000倍以上。而其它成分，如蛋白质和脂类，对远红外激光的吸收很低。因此在远红外激光对生物组织进行加热时，由于水对远红外激光的吸收系数和蛋白质、脂类、核酸等对远红外的吸收系数的巨大差异，生物组织中的水分能有效快速的被加热，被加热的水进而对其周围的蛋白质、脂类、核酸等进行加热，相当于微区域的水浴加热，由于吸收系数不同，则不会损坏其余重要成分，从而保持生物活性。显微镜物镜对激光具有精确汇聚能力，市场上通用的显微镜物镜对激光有非常好的汇聚作用，焦点处光斑大小在I微米左右。本专利技术的显微镜具有的优点如下a微区域加热。通过明场或荧光显微镜找到感兴趣的单细胞、细胞群或小面积组织本文档来自技高网...

【技术保护点】
远红外温度跃升显微镜，其包括激光光源部、荧光滤光片组合、显微镜成像系统、物镜光学系统、载物台，所述荧光滤光片组合位于所述激光光源部与所述物镜光学系统之间，其包括发射滤光片、二向色镜及激发滤光片；所述物镜光学系统包括物镜转盘及固定安装在其上的物镜；其特征在于在所述荧光滤光片组合与所述物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，其激发产生远红外激光并将远红外激光聚焦于试样上。

【技术特征摘要】
1.远红外温度跃升显微镜，其包括激光光源部、荧光滤光片组合、显微镜成像系统、物镜光学系统、载物台，所述荧光滤光片组合位于所述激光光源部与所述物镜光学系统之间，其包括发射滤光片、二向色镜及激发滤光片；所述物镜光学系统包括物镜转盘及固定安装在其上的物镜；其特征在于在所述荧光滤光片组合与所述物镜光学系统之间还设置有远红外激光系统，其激发产生远红外激光并将远红外激光聚焦于试样上。2.根据权利要求1所述的远红外温度跃升显微镜，其特征在于所述远红外激光系统包括远红外激光光源部、透镜组合及双色镜；其中所述远红外激光光源部用于激发远红外激光及控制远红外激光激发光路的开闭；所述透镜组合用于调节经所述远红外激光光源部激发的远红外激光光斑大小及矫正色差；所述双色镜用于反射改变经所述透镜组合调节后的远红外激光光路和透射可见光，经其反射改变光路的远红外激光透射过所述物镜后聚焦于所述试样上。3.根据权利要求2所述的远红外温度跃升显微镜，其特征在于所述远红外激光光源部包括远红外激光激发装置及与之连接的光路开闭控制装置；所述远红外激光激发装置用于激发远红外激光及调节远红外激光为平行光；所述光路开闭控制装置控制调节为平行光的远红外激光光路的开启和关闭。4.根据权利要求3所述的远红外温度跃升显微镜，其特征在于所述远红外激光激发装置包括远红外激光器、耦合器、光纤和准直器；所述远红外激光器激发远红外激光，经所述耦合器耦合至所述光纤内，经所述光纤输出的远红外激光经所述准直器调节为平行光。5.根据权利要求3所述的远红外温度跃升显微镜，其特征在于所述光路开闭控制装置包括电子光学快门和与之连接的快门控制装置，所述快门控制装置控制电子光学快门的开关。6.根据权利要求2所述的远红外温...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦培武，于冬梅，
申请(专利权)人：苏州大猫单分子仪器研发有限公司，
类型：发明
国别省市：