[发明专利]一种微管和光镊测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种微管和光镊测控系统。

背景技术

近年来，显微操控和精密测量技术快速发展，逐渐细化到纳米或者说单个分子的水平。在生物和物理交叉学科领域，代表性的单分子测控设备有：玻璃微管、原子力显微镜、光镊、磁镊等。其中，光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微颗粒物相互作用时形成的光学势阱来俘获微颗粒物。光镊对微颗粒物的俘获及挟持具有无机械接触、无损伤的特性。微颗粒物可以是微珠、细胞等。这也使得光镊技术在细胞分离、细胞融合等生物医学及生物转基因技术领域颇受青睐。玻璃微管能够以机械方式直接吸附微颗粒物，并控制其运动，具有原理相对简单的优点。

常用光镊系统使用单个光阱来捕捉和操控微颗粒物，不容易保证微颗粒物的平衡，测量误差较大；对微颗粒物施加的力较小；微颗粒物还要有较好的透光性才能形成光阱。多光阱则光路复杂，对光学器件要求高，造价高昂。已出现的玻璃微管与光镊并用装置，样品池不封闭，只能采用一种溶液，难以适应多反应物的实验；溶液容易蒸发，不利于长时间实验；而且力阱不稳定，测量精度有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空间分辨率、时间分辨率及测力精度高的微管和光镊测控系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种微管和光镊测控系统，用于操控与监测实验溶液内的微颗粒物；所述测控系统包括样品池，所述微颗粒物在所述样品池内；样品动作装置，所述样品动作装置与所述样品池连接，所述样品动作装置带动所述样品池动作，用于控制所述样品池在三维方向的移动；第一光阱装置，所述第一光阱装置用于捕获控制所述样品池内的微颗粒物；其中，所述第一光阱装置包括第一激光机构，所述第一激光机构发射的激光通过所述显微机构照射到所述样品池，用于捕捉所述样品池内的微颗粒物；第一监测机构，所述第一监测机构接收所述第一激光机构发射的激光，用于测量激光的精确位置及强度；第一显微机构，所述激光通过所述第一显微机构照射在所述微颗粒物上，在所述微颗粒物的折射下形成光阱，用于控制所述微颗粒物；第二光阱装置，所述第二光阱装置与所述第一光阱装置相对称，所述第二光阱装置与第一光阱装置反向叠加，一起捕获控制所述样品池内的微颗粒物；其中，第二光阱装置包括：第二激光机构，所述第二激光机构发射的激光照射到所述样品池，用于捕捉所述样品池内的微颗粒物；第二监测机构，所述第二监测机构接收所述第二激光机构发射的激光，用于测量激光的精确位置及强度；第二显微机构，所述激光通过所述第二显微机构照射在所述微颗粒物上，在所述微颗粒物的折射下形成光阱，用于控制所述微颗粒物；成像装置，所述成像装置拍摄所述样品池内的图像，用于观察光阱及微颗粒物；中央处理器，所述中央处理器与所述监测装置连接，用于实时监测激光的位置及强度；所述中央处理器与所述成像装置连接，用于接收所述成像装置拍摄的图像；所述中央处理器与所述样品动作装置连接，用于控制所述样品动作装置动作；所述中央处理器与所述第一光阱装置及第二光阱装置连接，控制所述第一光阱装置及第二光阱装置动作。

进一步地，样品池包括承载部件，所述承载部件与所述样品动作装置连接，所述样品动作装置带动所述承载部件动作；溶液腔部件，所述溶液腔部件及注射部件设置在所述承载部件上；注射部件，所述注射部件插入所述溶液腔部件内，用负压吸附所述溶液腔部件内的微颗粒物；进液管，所述进液管与溶液腔部件一端连接；出液管，所述出液管与溶液腔部件一端连接。

进一步地，所述承载部件包括金属框架；所述金属框架与所述样品动作装置连接，所述样品动作装置带动所述金属框架动作；所述溶液腔部件及注射部件设置在所述金属框架上；金属栓，所述金属栓与所述金属框架连接。