專利名稱：遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對生物細(xì)胞組織進(jìn)行觀察或成像的熒光顯微鏡，尤其是指可以對細(xì)胞組織進(jìn)行加熱的熒光顯微鏡。
背景技術(shù)：
用加熱的方式控制外源基因表達(dá)和離子通道開關(guān)，在生物醫(yī)學(xué)中有著非常廣泛的應(yīng)用。熱激蛋白啟動子是一組在結(jié)構(gòu)上高度保守的多肽，當(dāng)外部溫度較高(大于35度)時(shí)，該啟動子被激活并調(diào)控其下流基因的表達(dá)。該方法是發(fā)育生物學(xué)中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)手段。在離子通道大家族中，最近有許多對溫度敏感的離子通道被發(fā)現(xiàn)，但對它們的生物學(xué)功能的研究還相當(dāng)匱乏。通過局部加熱的方式控制離子通道的開關(guān)是研究其功能最有效、直接的實(shí)驗(yàn)方法。傳統(tǒng)的加熱的方式主要用水浴(37度水浴箱)或者電子元件(電阻)對活體生物或者活體組織、細(xì)胞進(jìn)行加熱。中國專利200680038229.8中揭示了一種顯微鏡加熱裝置，其也是利用電子元件對水進(jìn)行加熱，形成恒溫水浴對細(xì)胞組織進(jìn)行加熱。這種傳統(tǒng)的通過載物臺上的加熱裝置的加熱方式有以下四個(gè)缺點(diǎn):(I)無法微區(qū)域加熱。無論是用水浴還是電加熱，只能對生物標(biāo)本整體或者大面積局部加熱，無法對感興趣的微區(qū)域(十到幾十微米)或者單細(xì)胞(十微米)進(jìn)行精確定點(diǎn)加
執(zhí).[0005](2)加熱效率低，加熱耗時(shí)長。用水浴激活熱激蛋，通常需要對生物標(biāo)本或者組織持續(xù)加熱I到2小時(shí)。長時(shí)間加熱對生物個(gè)體有較大的損傷，影響其生物活性；(3)無法精確控制溫度。不同組織對熱的傳導(dǎo)性不一樣，導(dǎo)熱模型復(fù)雜，理論上很難計(jì)算加熱區(qū)域的實(shí)際溫度梯度分布。同時(shí)，傳統(tǒng)方法無法實(shí)時(shí)監(jiān)控不同區(qū)域的溫度并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)控；(4)無法深度加熱。由于生物組織不良導(dǎo)熱性，使得部分內(nèi)部組織無法得到有效的加熱。由于傳統(tǒng)加熱方式存在上述缺陷,對于試樣標(biāo)本的微區(qū)域加熱成為生物醫(yī)學(xué)界急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可對生物組織進(jìn)行微區(qū)域加熱的顯微鏡，其可以實(shí)現(xiàn)微區(qū)域加熱并精確控制溫度。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統(tǒng)、物鏡光學(xué)系統(tǒng)、載物臺，突光濾光片組合位于激光光源部與物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間；其特征在于在熒光濾光片組合與物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間還設(shè)置有遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，激發(fā)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外激光并將遠(yuǎn)紅外激光聚光于試樣上。遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡,其包括激光光源部、突光濾光片組合、物鏡光學(xué)系統(tǒng)、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間，其包括發(fā)射濾光片、二向色鏡及激發(fā)濾光片；所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡轉(zhuǎn)盤及固定安裝在其上的物鏡；其特征在于在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間還設(shè)置有遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，其激發(fā)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外激光并將遠(yuǎn)紅外激光聚光于試樣上。所述遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)包括遠(yuǎn)紅外激光光源部、透鏡組合及雙色鏡；其中所述遠(yuǎn)紅外激光光源部用于激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光及控制遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)光路的開閉；所述透鏡組合用于調(diào)節(jié)經(jīng)所述遠(yuǎn)紅外激光光源部激發(fā)的遠(yuǎn)紅外激光光斑大小及矯正色差；所述雙色鏡用于反射改變經(jīng)所述透鏡組合調(diào)節(jié)后的遠(yuǎn)紅外激光光路和透射可見光，經(jīng)其反射改變光路的遠(yuǎn)紅外激光透射過所述物鏡后聚焦于所述試樣上。所述遠(yuǎn)紅外激光光源部包括遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置及與之連接的光路開閉控制裝置；所述遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置用于激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光及調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外激光為平行光；所述光路開閉控制裝置控制調(diào)節(jié)為平行光的遠(yuǎn)紅外激光光路的開啟和關(guān)閉。所述遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置包括遠(yuǎn)紅外激光器、耦合器、光纖和準(zhǔn)直器；所述遠(yuǎn)紅外激光器激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光，經(jīng)所述耦合器耦合至所述光纖內(nèi)，經(jīng)所述光纖輸出的遠(yuǎn)紅外激光經(jīng)所述準(zhǔn)直器調(diào)節(jié)為平行光。所述光路開閉控制裝置包括電子光學(xué)快門和與之連接的快門控制裝置，所述快門控制裝置控制電子光學(xué)快門的開關(guān)。實(shí)現(xiàn)加熱時(shí)間的控制。所述透鏡組合包括共軸設(shè)置的正透鏡和負(fù)透鏡，所述負(fù)透鏡靠近所述遠(yuǎn)紅外激光光源部一側(cè)，所述正透鏡靠近所述雙色鏡一側(cè)，所述正透鏡與所述負(fù)透鏡之間距離可調(diào)。所述正透鏡與所述負(fù)透鏡初始距離D滿足D=f2-fl，其中Π為所述負(fù)透鏡焦距的絕對值，f2為所述正透鏡焦距。所述fl介于75毫米與125毫米之間，所述f2介于125毫米與175毫米之間。所述正透鏡為平凸透鏡，所述負(fù)透鏡平凹透鏡。正透鏡與負(fù)透鏡的焦距的絕對值的比值R= f2/fl。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求，選擇不同R值的透鏡組合，可改變加熱光斑大小。R值越大，光斑越小；R值越小，光斑越大。微調(diào)正透鏡和負(fù)透鏡之間的距離，可改變紅外激光輻射發(fā)散角矯正系統(tǒng)中的色差，使得遠(yuǎn)紅外激光和可見光在物鏡后能聚焦在同一個(gè)平面，保證加熱位置的精確性。所述雙色鏡位于所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間，且其位于所述激發(fā)濾光片的正后方，經(jīng)所述雙色鏡改變的遠(yuǎn)紅外激光光路與經(jīng)所述激發(fā)濾光片的熒光激發(fā)光路重疊，所述兩光路透射過所述物鏡聚焦在所述試樣上。遠(yuǎn)紅外激光相對于所述雙色鏡的入射角為45度。所述激光光源部的激發(fā)光源為金屬鹵素?zé)?。所述物鏡為干系物鏡，其對于遠(yuǎn)紅外激光通透率大于50%。所述載物臺為自動平臺，其具有外接控制裝置的外接接口，通過可編程的所述外接控制裝置控制所述自動平臺的位移。本實(shí)用新型的顯微鏡還包括矯正載玻片，其由載玻片、熱敏紙、蓋玻片依次層疊封裝組成，用于對試樣提供遠(yuǎn)紅外激光光斑位置坐標(biāo)。物鏡選擇遠(yuǎn)紅外激光通透率高的，可使遠(yuǎn)紅外激光最大程度透射過物鏡聚光至試樣，提高加熱效率。自動平臺在外接控制裝置控制下，根據(jù)編制的控制軟件，進(jìn)行自動精確控制，控制自動平臺精確移動至至所設(shè)定的坐標(biāo)位。[0023]本實(shí)用新型的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，是在現(xiàn)有的熒光顯微鏡基礎(chǔ)上通過增加遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外激光波長在1400nm到1500nm之間。選擇對遠(yuǎn)紅外激光波長具有高反射率及對可見光具有高透射率的雙色鏡改變遠(yuǎn)紅外激光光路使其透射過物鏡后聚光與試樣上，對試樣進(jìn)行加熱。遠(yuǎn)紅外激光在試樣上的光斑大小由透鏡組合的正透鏡和負(fù)透鏡的焦距絕對值的比值R值進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)正透鏡與負(fù)透鏡之間的距離改變紅外激光輻射發(fā)散角矯正系統(tǒng)中的色差。由于遠(yuǎn)紅外激光和激發(fā)熒光光路重疊，在熒光顯微鏡的作用下，可以根據(jù)試樣各個(gè)組織細(xì)胞表現(xiàn)出的不同熒光特質(zhì)，選擇需加熱的微區(qū)域，移動載物臺至遠(yuǎn)紅外激光光斑所在坐標(biāo)，遠(yuǎn)紅外激光路開閉控制裝置打開遠(yuǎn)紅外激光光路對其進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間長短由遠(yuǎn)紅外激光路開閉控制裝置控制。由于生物組織里面的水分對遠(yuǎn)紅外激光波長吸收效率高，而蛋白質(zhì)和脂類對遠(yuǎn)紅外激光波長的吸收效率低。生物組織主要由水、蛋白質(zhì)、脂類和核酸組成，其中水分占到了80%以上。在1450nm-1500nm附近，水對遠(yuǎn)紅外激光(1450nm-1500nm)的吸收系數(shù)遠(yuǎn)高于水對可見光(400-700nm)的吸收系數(shù)，高達(dá)10000倍以上。而其它成分，如蛋白質(zhì)和脂類，對遠(yuǎn)紅外激光的吸收很低。因此在遠(yuǎn)紅外激光對生物組織進(jìn)行加熱時(shí)，由于水對遠(yuǎn)紅外激光的吸收系數(shù)和蛋白質(zhì)、脂類、核酸等對遠(yuǎn)紅外的吸收系數(shù)的巨大差異，生物組織中的水分能有效快速的被加熱，被加熱的水進(jìn)而對其周圍的蛋白質(zhì)、脂類、核酸等進(jìn)行加熱，相當(dāng)于微區(qū)域的水浴加熱，由于吸收系數(shù)不同，則不會損壞其余重要成分，從而保持生物活性。顯微鏡物鏡對激光具有精確匯聚能力，市場上通用的顯微鏡物鏡對激光有非常好的匯聚作用，焦點(diǎn)處光斑大小在I微米左右。本實(shí)用新型的顯微鏡具有的優(yōu)點(diǎn)如下:a微區(qū)域加熱。通過明場或熒光顯微鏡找到感興趣的單細(xì)胞、細(xì)胞群或小面積組織，然后用遠(yuǎn)紅外激光進(jìn)行精確的定點(diǎn)加熱。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求，可以一次加熱幾個(gè)微米的區(qū)域(單細(xì)胞水平)或者幾十微米的組織；b快速加熱。在遠(yuǎn)紅外激光的刺激下，組織溫度在幾微妙內(nèi)就能升高十幾度，并穩(wěn)定在平臺期。根據(jù)本發(fā)明人的初期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，I秒就可以激活斑馬魚中的熱激蛋白啟動子，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)水浴方法的幾十分鐘；c實(shí)時(shí)監(jiān)控加熱溫度。在對生物標(biāo)本進(jìn)行遠(yuǎn)紅外激光加熱同時(shí)可以進(jìn)行熒光成像。一些熒光團(tuán)的熒光強(qiáng)度和溫度成線性關(guān)系，通過測量熒光強(qiáng)度的變化實(shí)時(shí)監(jiān)控微環(huán)境的溫度。d深部加熱。由于遠(yuǎn)紅外激光對生物組織(脂肪類等)有較高的穿透性，可以無創(chuàng)傷加熱深部組織。

圖1，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，可以實(shí)現(xiàn)對生物試樣的微區(qū)域加熱，，且加熱時(shí)間短，加熱效率高。發(fā)明要點(diǎn)即是在現(xiàn)有熒光顯微鏡的基礎(chǔ)上增加遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)紅外激光對試樣實(shí)現(xiàn)微區(qū)域精確加熱。由于熒光顯微鏡為現(xiàn)有技術(shù)，因此，在本實(shí)施例中涉及到的突光顯微鏡的的具體結(jié)構(gòu)部分(本實(shí)施例揭示或未揭示的)請參看現(xiàn)有技術(shù)中的熒光顯微鏡結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)針對本實(shí)用新型舉一較佳實(shí)施例并結(jié)合圖式進(jìn)行具體說明。本實(shí)用新型的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，參看圖1，主要包括安裝在鏡體上的激光光源部1、熒光濾光片組合、物鏡光學(xué)系統(tǒng)、載物臺，遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)；物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡轉(zhuǎn)盤(未圖示)及物鏡3。激光光源部1，其部件及其構(gòu)成可以參看現(xiàn)有熒光顯微鏡的激光光源部，由于該激光光源部為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再對其結(jié)構(gòu)及具體組成進(jìn)行贅述。激發(fā)光光源可以是汞燈或金屬鹵素?zé)?，在本?shí)施例中采取壽命比較長的金屬鹵素?zé)簦峁晒獬上竦募ぐl(fā)光光源。突光濾光片組合，包括括發(fā)射濾光片21、二向色鏡22、激發(fā)濾光片23。發(fā)射濾光片、激發(fā)濾光片分別固定設(shè)置在濾光立方體上，二相色鏡呈45度角設(shè)置于濾光立方體內(nèi)的熒光轉(zhuǎn)盤上。來自金屬鹵素?zé)舻陌l(fā)射光經(jīng)過發(fā)射濾光片的濾光，再經(jīng)二向色鏡的反射及激發(fā)濾光片的濾光，使?jié)M足試樣熒光吸收光譜的熒光激發(fā)光透過激發(fā)濾光片并透過物鏡3使其聚焦于物鏡3后的試樣S上，試樣S吸收激發(fā)光后發(fā)出特有的熒光。生物組織的各組織之間所具有的熒光特質(zhì)不同，其吸收激發(fā)光后所發(fā)出的熒光特質(zhì)也不同，根據(jù)組織熒光發(fā)光特質(zhì)不同，很容易對組織進(jìn)行觀察辨識。物鏡轉(zhuǎn)盤安裝在鏡體上，物鏡3固定在物鏡轉(zhuǎn)盤上。物鏡3與激發(fā)濾光片23處于同一光路中。物鏡3選擇干系物鏡，放大倍數(shù)介于40x到63x之間，數(shù)值孔徑大于0.6，對遠(yuǎn)紅外激光的通透率大于50%。物鏡對遠(yuǎn)紅外激光的通透率越高，加熱效率越高，加熱時(shí)間越短。載物臺安裝在鏡體上，位于物鏡光學(xué)系統(tǒng)一側(cè)。由于熒光顯微鏡放大倍數(shù)高，測試過程中試樣的移動距離都很微小，通過手動控制移動距離很難操作。因此，在本實(shí)施里中，載物臺選擇可以自動移動的自動平臺。該自動平臺可以選擇二維自動移動平臺或三維自動移動平臺。自動平臺具有外接可編程控制器的外接接口，比如RS232接口或其他標(biāo)準(zhǔn)接口。通過該外接接口與外部控制器連接，比如外接外部計(jì)算機(jī)，通過控制程序?qū)ζ渥鴺?biāo)位移進(jìn)行精準(zhǔn)控制。該自動平臺目前在市面上也有售，比如Applied ScientificInstrumentation公司生產(chǎn)的MS-2000三維移動平臺。遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)5，安裝在熒光濾光片組合和物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間的鏡體上。主要包括遠(yuǎn)紅外激光光源部、透鏡組合53及雙色鏡54。遠(yuǎn)紅外激光光源部包括遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置51及與之連接的光路開閉控制裝置52。遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置51包括遠(yuǎn)紅外激光器51a,稱合器51b,光纖51c,準(zhǔn)直器51d。光纖經(jīng)稱合器與遠(yuǎn)紅外激光器連通,光纖與準(zhǔn)直器連接。遠(yuǎn)紅外激光器激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光，通過調(diào)節(jié)耦合器內(nèi)部的非球面透鏡將激光光束耦合至光纖內(nèi)徑通道，遠(yuǎn)紅外激光經(jīng)過光纖傳輸至準(zhǔn)直器，調(diào)節(jié)準(zhǔn)直器內(nèi)的非球面透鏡使經(jīng)準(zhǔn)直器輸出的遠(yuǎn)紅外激光為平行光束，即高斯光束。遠(yuǎn)紅外激光器采用可以激發(fā)波長為1400nm至1500nm范圍之間的遠(yuǎn)紅外激光器，本實(shí)施例采用高功率低功耗遠(yuǎn)紅外半導(dǎo)體激光器，可選擇激發(fā)波長為1450nm或1470nm，輸出功率大于150mw的遠(yuǎn)紅外半導(dǎo)體激光器。光纖選擇內(nèi)徑為100至200微米、光纖波段(1300-1600nm)的光纖；準(zhǔn)直器的輸出激光光束功率不低于lOOmw。光路開閉控制裝置52包括電子光學(xué)快門和快門控制裝置。電子光學(xué)快門通過適配器與準(zhǔn)直器連接?？扉T控制裝置包括快門控制器及進(jìn)行控制的控制軟件。快門控制器與電子光學(xué)快門連接對其進(jìn)行控制?？扉T控制器配備有TTL輸入接口，其與電子光學(xué)快門連接，通過控制軟件控制TTL輸入接口的電平高低，實(shí)現(xiàn)對電子光學(xué)快門的開關(guān)的精確控制。電子光學(xué)快門的光圈大于15毫米，快門的響應(yīng)時(shí)間低于10微妙?？刂破鳛殡娮庸鈱W(xué)快門提供驅(qū)動電源，控制電子光學(xué)快門的開關(guān)。當(dāng)TTL為高電平時(shí)，電子光學(xué)快門被打開，遠(yuǎn)紅外激光可通過電子光學(xué)快門對試樣進(jìn)行加熱；當(dāng)TTL為低電平時(shí)，電子光學(xué)快門關(guān)閉，阻斷遠(yuǎn)紅外激光的傳輸光路，停止加熱。由于電子光學(xué)快門的響應(yīng)時(shí)間低于10微妙，因此可以精確控制加熱時(shí)間。而且，該快門控制器具有外接的RS232接口，其可以通過與外部計(jì)算機(jī)連接，自行編制控制軟件，根據(jù)自身需要通過控制軟件來實(shí)現(xiàn)控制電子光學(xué)快門的開關(guān)。電子光學(xué)快門和控制器可選用Vincent Associates公司生產(chǎn)的VCM-Dl單通道控制器和LS6光學(xué)快門。透鏡組合53，由安裝在透鏡套管(未圖示)中的正透鏡53a和負(fù)透鏡53b組合而成，負(fù)透鏡53b靠近電子光學(xué)快門一側(cè)，且正透鏡和負(fù)透鏡的光軸同軸。透鏡套管一端與光學(xué)快門連接，其另一端與安裝有雙色鏡54的濾光立方體連接。透鏡套管具有一固定部和相對于該固定部可前后移動的移動部。移動部的一端通過螺紋套設(shè)在固定部的外端上，移動部的另一端通過螺紋套設(shè)在一套筒上，該套筒與電子光學(xué)快門固定連接。固定部、移動部、套筒均具可供光線穿過的中空部。正透鏡和負(fù)透鏡分別安裝在固定部和移動部上，旋轉(zhuǎn)移動部，即可調(diào)節(jié)正透鏡和負(fù)透鏡之間的距離。本實(shí)施例中，正透鏡53a為抗反射增透膜的平凸透鏡，負(fù)透鏡53b為抗反射增透膜的平凹透鏡，平凸透鏡和平凹透鏡相對于普通透鏡來說，其色差較小。平凹透鏡的焦距(-Π)在75毫米到125毫米之間，平凸的焦距(f2)在125毫米到175毫米之間，兩個(gè)透鏡的初始距離D滿足D=f2-fl。小范圍調(diào)節(jié)D (小于5毫米)，可改變紅外激光輻射發(fā)散角矯正系統(tǒng)中的色差，使得遠(yuǎn)紅外激光和可見光在物鏡后能聚焦在同一個(gè)平面。正透鏡與負(fù)透鏡的焦距的絕對值的比值R= f2/fl。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求，選擇不同R值的透鏡組合，可改變加熱光斑大小。R值越大，光斑越??；R值越小，光斑越大。透鏡套管兩端分別通過卡緊螺絲卡緊連接在光學(xué)快門和安裝雙色鏡54的濾光立方體上。通過卡緊螺絲的擰緊與松開，可以方便實(shí)現(xiàn)透鏡套管的更換。雙色鏡54，以45度角固定安裝在標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡濾光立方體內(nèi)的顯微鏡熒光轉(zhuǎn)盤上。雙色鏡54位于熒光濾光片組合2與物鏡光學(xué)系統(tǒng)的物鏡3之間，具體地說，雙色鏡54位于熒光濾光片組合2的激發(fā)濾光片的正后方，處于熒光光路中。雙色鏡54對45度角入射的遠(yuǎn)紅外激光反射率大于70%，對于以45度角入射的波長為1450和1470nm遠(yuǎn)紅外激光的反射率大于90% ;對入射的可見光(400-700nm)透射率大于80%。通過透鏡組合的遠(yuǎn)紅外激光以45度角入射雙色鏡，經(jīng)雙色鏡反射后的遠(yuǎn)紅外激光改變其原有光路，其改變后光路與熒光光路重疊，透射過物鏡并聚焦在物鏡后的試樣上，形成加熱光斑。經(jīng)雙色鏡反射后形成的遠(yuǎn)紅外激光光路重疊在熒光光路中，并和熒光激發(fā)光、可見光聚焦于物鏡后的同一個(gè)平面上，該平面即為試樣所在位置，即聚焦于試樣上。在本實(shí)用新型中設(shè)置有顯微鏡成像系統(tǒng)，即用于熒光顯微鏡成像記錄的光學(xué)相機(jī)，用于記錄觀察試樣標(biāo)本的熒光成像。顯微鏡成像系統(tǒng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在市面上有成套成像系統(tǒng)，在此則不再贅述其結(jié)構(gòu)。由于雙色鏡對于可見光透射率高，對遠(yuǎn)紅外激光反射率高，因此，試樣吸收激發(fā)光后激發(fā)的熒光、可見光可透射過雙色鏡、二向色鏡后進(jìn)入光學(xué)相機(jī)方便記錄。在加熱的過程中，不能用目鏡觀察。光學(xué)系統(tǒng)中的部分反射紅外激光對眼睛有較大危險(xiǎn)，需要用相機(jī)記錄觀察加熱過程和熒光強(qiáng)度變化，計(jì)算加熱溫度，而不會因?yàn)殡p色鏡的存在影響影響記錄熒光強(qiáng)度變化和觀察樣本對遠(yuǎn)紅外激光的加熱反應(yīng)。雙色鏡可選用Semrock公司生產(chǎn)的45度角低通雙色鏡(FF746_SDi01);顯微鏡濾光立方體可選用Throlabs 公司生產(chǎn)的 MDFM-MF2。[0037]在本實(shí)施例中,本發(fā)明的的顯微鏡還配備有矯正載玻片。在厚度Imm的載玻片表面平放一層熱敏紙，施壓一定壓力后用厚度為0.17mm蓋玻片覆蓋，封片做成矯正載玻片。為了確定遠(yuǎn)紅外激光光斑的大小和相對位置坐標(biāo)，先將矯正載玻片放在載物臺上，熱敏紙接收到遠(yuǎn)紅外激光后，會在其上記錄遠(yuǎn)紅外激光通過物鏡后聚焦在試樣S上的光斑大小和相對位置，為加熱試樣標(biāo)本提供位置坐標(biāo)。這樣節(jié)省試樣S放置到正確加熱位置的時(shí)間及避免對試樣標(biāo)本不需要加熱的位置的不必要加熱。蓋玻片的厚度和干系物鏡匹配即可，載玻片可以依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。本實(shí)用新型的原理:熒光激光激光器發(fā)射出激發(fā)光，經(jīng)熒光濾光片組合濾光反射濾光，改變激發(fā)光光路使其透過物鏡聚焦于試樣上，試樣吸收熒光激發(fā)光并發(fā)出特有的熒光，試樣的組織區(qū)域由于其組分不同，顯示的熒光特質(zhì)也不同，可以清晰有效的觀察試樣組織及其結(jié)構(gòu)。在熒光顯微鏡作用下選擇所需加熱的組織區(qū)域，經(jīng)遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)激發(fā)的遠(yuǎn)紅外激光經(jīng)電子光學(xué)快門再經(jīng)過透鏡組合以45度角入射雙色鏡后經(jīng)雙色鏡反射進(jìn)入熒光光路中，并透射過物鏡后聚焦于試樣上。根據(jù)試樣標(biāo)本顯示出的熒光特質(zhì)，選擇要加熱的區(qū)域，通過控制裝置控制自動平臺帶著試樣移動至正確坐標(biāo)位置，對試樣標(biāo)本進(jìn)行加熱。為了精確直接對試樣標(biāo)本的微區(qū)域加熱，需先將矯正載玻片放置在自動平臺上，開啟遠(yuǎn)紅外激光光路，矯正載玻片上熱敏紙可以捕獲遠(yuǎn)紅外激光的光斑坐標(biāo)位置。然后將試樣標(biāo)本放置在自動平臺上，觀察確定所需要加熱的微區(qū)域，通過移動自動平臺，使試樣待加熱的微區(qū)域移動至熱敏紙測定的遠(yuǎn)紅外激光光斑所在坐標(biāo)位置。然后開啟遠(yuǎn)紅外激光光路，對其進(jìn)行加熱。試樣標(biāo)本的精確加熱位置可通過調(diào)節(jié)自動平臺的位移來實(shí)現(xiàn)。對試樣的加熱時(shí)間長短由熒光溫度曲線來判斷。本實(shí)用新型的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其通過在熒光顯微鏡基礎(chǔ)上增加遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在熒光顯微鏡觀察下對微區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱。在進(jìn)行加熱的同時(shí)進(jìn)行熒光成像，由于一些熒光團(tuán)的熒光強(qiáng)度和溫度成線性關(guān)系，通過測量熒光強(qiáng)度的變化實(shí)時(shí)監(jiān)控試樣微區(qū)域的加熱溫度。常用的熒光蛋白的強(qiáng)度和溫度成線性關(guān)系；如果是非線性的熒光蛋白，可以事先矯正溫度曲線后即可進(jìn)行加熱溫度控制。通過電子光學(xué)快門及控制器，可以精確控制遠(yuǎn)紅外激光的光路的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)精確控制加熱時(shí)間。
權(quán)利要求1.遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統(tǒng)、物鏡光學(xué)系統(tǒng)、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間，其包括發(fā)射濾光片、二向色鏡及激發(fā)濾光片；所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡轉(zhuǎn)盤及固定安裝在其上的物鏡；其特征在于在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間還設(shè)置有遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，其激發(fā)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外激光并將遠(yuǎn)紅外激光聚光于試樣上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)包括遠(yuǎn)紅外激光光源部、透鏡組合及雙色鏡；其中所述遠(yuǎn)紅外激光光源部用于激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光及控制遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)光路的開閉；所述透鏡組合用于調(diào)節(jié)經(jīng)所述遠(yuǎn)紅外激光光源部激發(fā)的遠(yuǎn)紅外激光光斑大小及矯正色差；所述雙色鏡用于反射改變經(jīng)所述透鏡組合調(diào)節(jié)后的遠(yuǎn)紅外激光光路和透射可見光，經(jīng)其反射改變光路的遠(yuǎn)紅外激光透射過所述物鏡后聚焦于所述試樣上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述遠(yuǎn)紅外激光光源部包括遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置及與之連接的光路開閉控制裝置；所述遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置用于激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光及調(diào)節(jié)遠(yuǎn)紅外激光為平行光；所述光路開閉控制裝置控制調(diào)節(jié)為平行光的遠(yuǎn)紅外激光光路的開啟和關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述遠(yuǎn)紅外激光激發(fā)裝置包括遠(yuǎn)紅外激光器、耦合器、光纖和準(zhǔn)直器；所述遠(yuǎn)紅外激光器激發(fā)遠(yuǎn)紅外激光，經(jīng)所述耦合器耦合至所述光纖內(nèi)，經(jīng)所述光纖輸出的遠(yuǎn)紅外激光經(jīng)所述準(zhǔn)直器調(diào)節(jié)為平行光。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述光路開閉控制裝置包括電子光學(xué)快門和與之連接的快門控制裝置，所述快門控制裝置控制電子光學(xué)快門的開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述透鏡組合包括共軸設(shè)置的正透鏡和負(fù)透鏡，所述負(fù)透鏡靠近所述遠(yuǎn)紅外激光光源部一側(cè)，所述正透鏡靠近所述雙色鏡一側(cè)，所述正透鏡與所述負(fù)透鏡之間距離可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述正透鏡與所述負(fù)透鏡初始距離D滿足D=f2-fl，其中Π為所述負(fù)透鏡焦距的絕對值，f2為所述正透鏡焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述Π介于75毫米與125毫米之間，所述f2介于125毫米與175毫米之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8任一所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述正透鏡為平凸透鏡，所述負(fù)透鏡平凹透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述雙色鏡位于所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間，且其位于所述激發(fā)濾光片的正后方，經(jīng)所述雙色鏡改變的遠(yuǎn)紅外激光光路與經(jīng)所述激發(fā)濾光片的熒光激發(fā)光路重疊，所述兩光路透射過所述物鏡聚焦在所述試樣上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于遠(yuǎn)紅外激光相對于所述雙色鏡的入射角為45度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述激光光源部的激發(fā)光源為金屬齒素?zé)簟?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡， 其特征在于所述物鏡為干系物鏡，其對于遠(yuǎn)紅外激光通透率大于50%。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于所述載物臺為自動平臺，其具有外接控制裝置的外接接口，通過所述外接控制裝置控制所述自動平臺的位移。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其特征在于還包括矯正載玻片，其由載玻片、熱敏紙、蓋玻 片依次層疊封裝組成，用于對試樣提供遠(yuǎn)紅外激光光斑位置坐標(biāo)。
專利摘要遠(yuǎn)紅外溫度躍升顯微鏡，其包括激光光源部、熒光濾光片組合、顯微鏡成像系統(tǒng)、物鏡光學(xué)系統(tǒng)、載物臺，所述熒光濾光片組合位于所述激光光源部與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間，其包括發(fā)射濾光片、二向色鏡及激發(fā)濾光片；所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡轉(zhuǎn)盤及固定安裝在其上的物鏡；在所述熒光濾光片組合與所述物鏡光學(xué)系統(tǒng)之間還設(shè)置有遠(yuǎn)紅外激光系統(tǒng)，其激發(fā)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外激光并將遠(yuǎn)紅外激光聚光于試樣上。該顯微鏡可以對生物試樣標(biāo)本的微區(qū)域進(jìn)行精確加熱，且加熱效率高。
文檔編號G02B21/30GK202956530SQ20122065376
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者秦培武, 于冬梅 申請人:蘇州大貓單分子儀器研發(fā)有限公司