[发明专利]光子晶体显微镜和细胞力学测量方法

权利要求书

1.一种光子晶体显微镜，其特征在于，所述光子晶体显微镜包括光子晶体基底、载物台、探测光源和成像组件，所述光子晶体基底在所述载物台上方，所述探测光源和所述成像组件依次位于所述载物台背离所述光子晶体基底的一侧，所述光子晶体基底用于培养待测细胞；其中，

所述探测光源，用于向所述光子晶体基底发出探测光；

所述光子晶体基底，用于反射所述探测光至所述成像组件，所述光子晶体基底包括透光的支撑层和光子晶体薄膜，所述光子晶体薄膜设置在所述支撑层背离所述载物台的一侧，所述光子晶体薄膜非悬空地设置在所述载物台上方，在所述待测细胞在所述光子晶体薄膜上生长时，该待测细胞会对光子晶体薄膜施加作用力，使得所述光子晶体薄膜发生形变，非悬空设置的所述光子晶体薄膜对光线的反射具有波长选择性，以使得发生形变的所述光子晶体基底可以改变反射光的波长分量，也即反射光谱与光子禁带相对应，在所述待测细胞给光子晶体薄膜施加朝向基底压力的点，反射光谱蓝移；在所述待测细胞施加背向基底拉力的点，反射光谱红移，从而在成像组件中形成图案；

所述成像组件，用于接收来自所述光子晶体基底的反射光进行成像，以利用成像图形得到所述待测细胞与所述光子晶体基底之间的作用力信息；

所述成像组件包括光谱仪和相机，具体用于：

使用纳米精度的压台对所述光子晶体薄膜进行挤压，使用所述光谱仪和所述相机同时记录光谱和彩色照片数据，再将同一时刻光谱的峰值位置和照片的色相进行对应，得到光子晶体反射峰位置和色相的映射关系；

根据相差模式获得常规的相差照片，使用反射模式获得力学模态图，提取色相信息后根据色相与光子禁带峰位置的映射关系得到应变信息。

2.根据权利要求1所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述光子晶体薄膜在430nm~700nm波段内的最强反射波段反射率大于35%，非禁带范围透光率大于70%。

3.根据权利要求1所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述光子晶体薄膜的厚度范围为20μm~80μm。

4.根据权利要求1所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述光子晶体薄膜的杨氏模量范围为0.5kPa~100kPa。

5.根据权利要求1所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述光子晶体薄膜的光子禁带范围为430nm~700nm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述光子晶体显微镜还包括物镜，所述物镜设置在所述载物台和所述探测光源之间。

7.根据权利要求6所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述物镜的数值孔径范围为0.1~0.9，和/或，所述物镜的放大倍率范围为1倍~100倍。

8.根据权利要求1至5任一项所述的光子晶体显微镜，其特征在于，所述成像组件包括滤光器和感光元件，所述滤光器所在光路位于所述感光元件和所述载物台之间。

9.一种细胞力学测量方法，其特征在于：采用权利要求1至8任一项所述的光子晶体显微镜，所述方法包括：

将所述光子晶体基底置于所述载物台上，观察所述光子晶体基底在待测细胞作用下发生形变；

所述探测光源向所述光子晶体基底发出探测光；

所述光子晶体基底反射所述探测光至所述成像组件；

所述成像组件接收来自所述光子晶体基底的反射光进行成像，以利用成像图形得到所述待测细胞与所述光子晶体基底之间的作用力信息。