[实用新型]用于空间生物样品荧光观察的光纤共聚焦显微镜

说明书

技术领域

本专利涉及载人空间站空间应用系统生物技术实验柜的测试设备。具体涉及一种空间生物样品荧光观察的检测手段和方法。

背景技术

随着我国载人航天工程项目的发展，空间站的建设已经开始进行。我国将利用舱体和设备进行微重力环境条件下的空间科学实验，其中生命科学是其重要组成部分。目前针对不同目的的多种生命科学飞行实验装置正在研制，由于生命科学实验内容包罗万象，有哺乳动物、植物和细胞等。针对动物细胞和植物细胞的研究，需要观察细胞的生长过程，为保证实验的顺利进行，如何完成对细胞的观察是实验的重要环节。

空间站中对细胞的观察手段有别于地面实验室，供地面实验用的显微成像系统主要有生物显微镜和激光共焦扫描显微镜，以上两类产品对外形尺寸、重量、功耗以及成像的工作距离等要求相对很低。尤其放大倍数和分辨率要求高的情况下，工作距离都很短。而空间显微成像受制于体积、重量、功耗等限制，对显微成像系统的要求变得很苛刻。为满足细胞空间观察实验的顺利进行，需要设计出长工作距离、高灵活性、结构简单、稳定性强等特殊要求的显微成像系统。

发明内容

本专利的目的在于为空间站中细胞的观察提供一种有效可行的显微观测设备，可以实现对样品荧光显微的观测、可以实现不同放大倍数的观察，保证细胞的空间实验需求。

1.用于空间生物样品荧光观察的光纤共聚焦显微成像仪器，包括物镜单元1、光纤单元2、照明单元3、成像单元4、控制单元5。

所述的物镜单元1包括物镜1-1，二向色滤光片1-2和平面反射镜1-3，物镜1-1的放大倍数为5^×～60^×可选，工作距离10mm。二向色滤光片1-2和平面反射镜1-3置于物镜1-1的像方光路中，平行放置。

所述的光纤单元2包括传像光纤束2-1和照明光纤束2-2，传像光纤束2-1和照明光纤束2-2包含的光纤单丝数量根据探测器规格的不同从24000～210000可选。传像光纤束2-1的一个端面与物镜单元1二向色滤光片1-2对应的像面衔接，另一端与传像光纤耦合光学系统4-2的物面衔接；照明光纤束2-2的一个端面与物镜单元1平面反射镜1-3对应的像面衔接，另一端与照明光纤耦合系统3-2的物面衔接。

所述的照明单元3包括激发滤光片组件3-1，照明光纤耦合系统3-2和LED阵列3-3，激发滤光片组件3-1包括不同种波段的激发滤光片，照明光纤耦合系统3-2为放大倍数2×的物方远心光路结构，LED阵列3-3根据照明光纤束2-2所选的光纤单丝数量从512行×512列～2048行×2048列可选。激发滤光片组件3-1置于照明光纤耦合系统3-2物方光路中，照明光纤耦合系统3-2的物面与照明光纤束2-2的一端衔接，像面与LED阵列表面衔接。

所述的成像单元4包括发射滤光片组件4-1，传像光纤耦合系统4-2和探测器4-3，发射滤光片组件4-1包括不同种波段的发射滤光片，传像光纤耦合系统4-2为放大倍数2×的物方远心光路结构，探测器4-3的规格从512行×512列～2048行×2048列可选。发射滤光片组件4-1置于传像光纤耦合系统4-2物方光路中，传像光纤耦合系统4-2的物面与传像光纤束2-1的一端衔接，像面与探测器4-3像面衔接。

通过控制单元5控制照明单元3发出照明光，照明光经过光纤单元2和物镜单元1照射到生物样品上，生物样品发出荧光后通过物镜单元1和光纤单元2传输到成像单元4，再通过控制单元5控制成像单元4形成样品荧光图像，从而实现生物样品的荧光共聚焦成像。

本专利优点在于：长工作距离、使用灵活，结构简单、稳定性好。

附图说明

图1为本专利中仪器结构总图。

图2为本专利中仪器组成图。

具体实施方式

下面根据图1、图2给出本专利的一个较好实施例，并予以详细描述，以便更好地了解本专利的结构特征和功能特点。需要指出的是，给出的实例是为了说明本专利，而不是用来限制本专利的范围。

本专利主要结构包括物镜单元1、光纤单元2、照明单元3、成像单元4、控制单元5。设备在空间使用时，物镜单元1与照明单元3、成像单元4、控制单元5可以根据空间结构的需要分开布局，最终通过光纤单元2连接，灵活性高。