CN103698197B - 一种单离子束辐照光镊操作装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单离子束辐照光镊操作装置。样品室的正下方设有光镊设备，光镊设备通过发射的激光将样品托举在样品室中。样品室的左右两侧分别设有单离子束终端和离子探测器，单离子束终端在水平方向上向样品室中的样品发射离子束对样品进行辐照而产生荧光信号。样品室的正上方从下向上依次设有显微镜物镜、滤光片和荧光探测器，样品受辐照产生的荧光信号经显微镜物镜聚集，再透过滤光片到达荧光探测器被检测。单离子束终端发射离子束的辐射路径与显微镜物镜所观察的样品荧光信号光路相互垂直且互不干扰。本发明操作便捷，解决了单个细胞无损操作技术，还可以同时检测离子信号和样品荧光信号，实现实时检测细胞辐照响应信号在线检测技术。
Description
技术领域
本发明涉及单离子束辐照技术领域，具体涉及一种单离子束辐照光镊操作装置。
背景技术
单离子束技术具有发射单个离子的先进功能，可对细胞等微小样品进行精确定位辐照。现有的单离子束辐照装置中，离子出口是固定不动的，离子对细胞的定位照射是通过移动样品来实现的。样品盘嵌入样品架，样品架采用步进电机技术控制其移动，样品架的移动带动样品盘的移动，使样品盘中的目标细胞移至束流出口，从而达到辐照单个细胞的目的。但现有单离子束装置存在的问题是，由于实体样品架的阻挡，使得束流探测器和荧光探测器必须置于同一路径上，导致操作非常不便，尤其不能同时检测离子信号和荧光信号。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供一种操作便捷、能同时检测离子信号和荧光信号的单离子束辐照光镊操作装置。
本发明是这样实现的，一种单离子束辐照光镊操作装置，其包括单离子束终端（1）、显微镜物镜（4）、滤光片（5）、荧光探测器（6）、样品室（8）、离子探测器（9）和光镊设备（11）；样品室（8）的正下方设有光镊设备（11），光镊设备（11）通过发射的激光（10）将样品（3）托举在样品室（8）中；样品室（8）的左右两侧分别设有单离子束终端（1）和离子探测器（9），单离子束终端（1）在水平方向上向样品室（8）中的样品（3）发射离子束（2）对样品（3）进行辐照产生荧光信号（7）；样品室（8）的正上方从下向上依次设有显微镜物镜（4）、滤光片（5）和荧光探测器（6），样品（3）受辐照产生的荧光信号（7）经显微镜物镜（4）聚集，再透过滤光片（5）到达荧光探测器（6）被检测；单离子束终端（1）发射离子束（2）的辐射路径与显微镜物镜（4）所观察的样品（3）的荧光信号光路相互垂直且互不干扰。
与现有技术相比，本发明对策有益效果在于：
1、现有单离子束辐照装置中，采用实体机电式样品架来移动样品盘，样品盘里所有细胞都跟着一起移动，不能对单一分离的细胞进行辐照；本发明使用先进的光镊技术，可将单个细胞单独地移动到离子发射出口，实现对一个孤立的细胞进行辐照；
2、本发明解决了离子辐照在线检测细胞响应荧光信号技术：现有单离子束装置难以实现在线检测技术，其主要原因是由于实体样品架的阻挡，使得束流探测器和荧光探测器必须置于同一路径，因而无法同时检测离子信号和样品荧光信号，只能先后分别检测二者信号；本发明使用光镊设备不但能对单个细胞进行移动、定位、转动等多种操作，满足实验要求，而且荧光光路和离子辐射路径相互垂直，互不干扰，因此可以同时检查离子信号和样品荧光信号，实现实时检测细胞辐照响应信号在线检测技术；同时，使用光镊托举细胞为模拟微重力效应提供了可能；
3、本发明还可以对辐照之后的细胞进行控制操作，如细胞被辐照后，可以在不同的时刻将细胞送回原细胞群，可选择放入细胞群中的不同位置；
4、本发明首次将先进的光镊设备引入单离子束装置上，为深入研究辐照生物靶向效应和非靶向效应的规律和机制提供了新的研究思路和技术方法，为探索光阱微重力和离子辐照的复合效应提供了技术平台。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式提供的单离子束辐照光镊操作装置的结构示意图。
主要符号说明：1.单离子束终端，2.离子束，3.样品，4.显微镜物镜，5.滤光片，6.荧光探测器，7.荧光信号，8.样品室，9.离子探测器，10.激光，11.光镊设备。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明的单离子束辐照光镊操作装置包括单离子束终端1、显微镜物镜4、滤光片5、荧光探测器6、样品室8、离子探测器9和光镊设备11。
样品室8的正下方设有光镊设备11，光镊设备11通过发射的激光10将样品3托举在样品室8中。样品室8的左右两侧分别设有单离子束终端1和离子探测器9，单离子束终端1在垂直于重力的方向上向样品室8中的样品3发射离子束2。样品室8的正上方从下向上依次设有显微镜物镜4、滤光片5和荧光探测器6，样品3受辐照产生的荧光信号7经显微镜物镜4聚集，再透过滤光片5到达荧光探测器6被检测。单离子束终端1发射离子束2的辐射路径与显微镜物镜4所观察的样品3荧光信号光路相互垂直且互不干扰。
系统配备样品室，包括氧气养料输送机构，保证细胞生态环境。具体操作过程如下：
1）样品3置于样品室8内；
2）光镊设备11垂直向上发射激光10，形成光阱对样品3进行定位等操作；
3）单离子束终端1在水平方向发射离子束2，对样品3进行辐照产生荧光信号7；
4）样品3受辐照产生的荧光信号7经显微镜物镜4聚集，再透过滤光片5，到达荧光探测器6被检测；
5）离子束2穿过样品3，飞行至离子探测器9被检测。
本发明引用先进的光镊技术取代现有机电式样品架，既可对单个细胞进行操作和定位，又能解决所述问题。光镊是一种利用光压进行操作的工具，其基本原理是：聚焦激光束构成稳定的三维光阱，与微小粒子作用时产生动量转移，形成梯度力，可以无损地束缚和操作一些微小粒子，如托举或移动细胞、病毒等。光镊技术已经得到广泛的应用，但在离子辐射技术领域至今尚无引入光镊的应用实例。本发明的单离子束辐照光镊操作装置，首次将光镊设备技术引入单离子束装置中，取代现有的机电式实体样品架，实现离子辐照、光镊操作细胞的功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种单离子束辐照光镊操作装置，其特征在于：其包括单离子束终端（1）、显微镜物镜（4）、滤光片（5）、荧光探测器（6）、样品室（8）、离子探测器（9）和光镊设备（11）；样品室（8）的正下方设有光镊设备（11），光镊设备（11）通过发射的激光（10）将样品（3）托举在样品室（8）中；样品室（8）的左右两侧分别设有单离子束终端（1）和离子探测器（9），单离子束终端（1）在水平方向上向样品室（8）中的样品（3）发射离子束（2）对样品（3）进行辐照产生荧光信号（7）；样品室（8）的正上方从下向上依次设有显微镜物镜（4）、滤光片（5）和荧光探测器（6），样品（3）受辐照产生的荧光信号（7）经显微镜物镜（4）聚集，再透过滤光片（5）到达荧光探测器（6）被检测；单离子束终端（1）发射离子束（2）的辐射路径与显微镜物镜（4）所观察的样品（3）荧光信号光路相互垂直且互不干扰。
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