CN104931419B - 横向磁镊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种横向磁镊装置，包括呈平板状的底座，所述底座具有第一通孔和呈直线状的导引部；位于所述底座上的光源，其用于发射平行所述底座的可见光；沿所述可见光的入射方向依次设置的样品槽固定件和磁铁，所述样品槽固定件设置有供所述可见光穿过的凹槽和与所述导引部相配合的导引配合部，所述凹槽具有与所述第一通孔相对齐的第二通孔；以及嵌入在所述凹槽中的样品槽。本发明的横向磁镊装置的体积小，方便更换样品。

Description

横向磁镊装置

技术领域

本发明涉及生物分子操作与检测领域，具体涉及一种生物分子操作磁镊装置。

背景技术

光镊、磁镊和原子力显微镜作为研究生物分子(例如DNA聚合酶、RNA聚合酶、拓扑异构酶等)的弹性特性和由外力引起的结构变化(例如长度变化)的有力工具，已经被越来越多的研究人员所使用。

中国专利公开号CN1869650A公开了一种单分子操纵横向磁镊装置，图1示出了其结构示意图。如图1所示，安装在显微镜样品台上的横向磁镊装置10包括物镜11、样品槽4和端部呈圆台状的磁性材料5。由于在测量过程中需确保样品槽4在物镜11的焦平面内，更换样品槽4需要重新调节其与光源(图1未示出)和磁性材料5的相对位置，因此更换样品槽4很繁琐。另外在对样品槽4中的样品6进行测试过程中，需要在物镜11的焦平面上沿着样品槽4的轴向精确移动样品槽4，实际操作过程中通常难以确保样品槽4沿其轴向移动。

发明内容

针对现有的横向磁镊装置存在的上述技术问题，本发明的一个实施例提供了一种横向磁镊装置，包括：

呈平板状的底座，所述底座具有第一通孔和呈直线状的导引部；

位于所述底座上的光源，其用于发射平行所述底座的可见光；

沿所述可见光的入射方向依次设置的样品槽固定件和磁铁，所述样品槽固定件设置有供所述可见光穿过的凹槽和与所述导引部相配合的导引配合部，所述凹槽具有与所述第一通孔相对齐的第二通孔；以及

嵌入在所述凹槽中的样品槽。

优选的，所述导引部垂直所述可见光的入射方向。

优选的，所述导引部为导引槽，所述导引配合部为与所述导引槽相配合、且位于所述导引槽中的滑块。

优选的，所述样品槽包括：相对设置的第一槽压板和第二槽压板，所述第一槽压板和第二槽压板的相向面限定了供所述可见光穿过的第三通孔；以及设置在所述第一槽压板和第二槽压板之间的样品管，所述样品管平行所述导引部。

优选的，所述第一槽压板具有与所述样品管的两个端口相对应的进样孔和出样孔，所述第二槽压板具有用于容纳所述样品管的两个端口的样品管槽。

优选的，所述样品槽还包括设置在所述第一槽压板和第二槽压板的相向面之间、且与所述第一槽压板的所述进样孔和出样孔相对齐的两个O形密封环。

优选的，所述光源包括：可见光光源；以及柱面棱镜，其用于将所述可见光汇聚后垂直入射到所述样品管上。

优选的，所述磁铁为U形磁铁。

优选的，所述横向磁镊装置还包括推杆，其用于使得所述样品槽固定件的导引配合部在所述导引部中运动。

优选的，所述横向磁镊装置还包括位于所述底座上的旋转推进控制器，其用于控制所述磁铁平行所述可见光的入射方向运动和绕着与所述可见光的入射方向平行的轴旋转。

本发明的横向磁镊装置体积小，适用于放置在各种类型的显微镜系统的样品台上，并且方便更换样品。另外可根据实验的需要，进行定制的搭建。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是现有技术中的单分子操纵横向磁镊装置。

图2是根据本发明较佳实施例的横向磁镊装置的立体示意图。

图3是图2所示的横向磁镊装置的俯视图。

图4是图2所示的横向磁镊装置的分解图。

图5是图2所示的横向磁镊装置中的样品槽的分解图。

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，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。

图2和图3分别是根据本发明较佳实施例的横向磁镊装置的立体示意图和俯视图。如图2和3所示，横向磁镊装置20包括呈平板状、具有通孔211的底座21，位于底座21上的光源22、样品槽固定件23和磁铁24，其中样品槽26和磁铁24依次位于光源22发出的可见光的入射方向上。横向磁镊装置20还包括嵌入在样品槽固定件23中、且与通孔211对应的样品槽26。

图4是横向磁镊装置20的分解图。以下将结合图4详细描述其形状和结构。为了叙述方便，在此定义光源22发出的可见光的入射方向为第一方向D1，与第一方向D1垂直、且平行于底座21的方向为第二方向D2。

底座21优选采用金属材料制成，便于成型和加工，且具有足够的机械强度以支撑光源22、样品槽固定件23、样品槽26和磁铁24。底座21上设置有两个平行且呈直线状的导引部212。在优选的实施例中，导引部212为导引槽212，导引槽212的延伸方向优选平行第二方向D2，其中一个导引槽212被通孔211所断开。

位于底座21上的样品槽固定件23具有供光源22发射的可见光穿过的凹槽231和与导引部212相配合的导引配合部232。在本实施例中，导引配合部232为位于导引槽212中的滑块232(图4示例性示出了4个滑块)。呈直线状的导引槽212限定了样品槽固定件23的运动方向平行于第二方向D2。凹槽231限定了一个大体呈长方体状的容纳空间，用于容纳样品槽26。凹槽231还具有与第一通孔211相对齐的第二通孔2311，确保底座21的第一通孔211下的物镜25对样品槽26进行成像。

由非磁性材料制成的样品槽26包括相对设置的第一槽压板261和第二槽压板262，以及位于第一槽压板261和第二槽压板262之间的样品管263。本领域的技术人员可知，样品管263为两端开口的方形石英玻璃管，其内径为300×300μm，外径为500×500μm。第一槽压板261和第二槽压板262的相向面限定了供光源22发射的可见光穿过、并入射到样品管263上的通孔268。图5是图2所示的横向磁镊装置中的样品槽的分解图，其中上方为第一槽压板261，下方为第二槽压板262。如图5所示，样品管263的两端位于第二槽压板262上的样品管槽中，其中样品管263优选平行于第二方向D2。第一槽压板261上具有与样品管263的两个端口相对应的进样孔264和出样孔265。进样孔264和出样孔265优选与样品管263的两个端口相对齐，便于微量样品流进和流出样品管263。样品槽26还包括位于第一槽压板261和第二槽压板262的相向面之间、且与进样孔264和出样孔265相对齐的两个的O形密封环266。O形密封环266优选采用柔性且不与样品发生反应的材料制成，例如可以是聚四氟乙烯。当第一槽压板261和第二槽压板262通过压杆2671和合页2672可拆卸地固定连接时，O形密封环266使得第一槽压板261的进样孔264和出样孔265和样品管263的两个端口紧密密封，避免了样品泄漏。

再次参考图2和4所示，光源22发出的可见光依次穿过样品槽固定件23的凹槽231、样品槽26的通孔268垂直入射到样品管263上，减少或避免样品管263对可见光的折射和/或反射。在优选的实施例中，光源22包括可见光光源221和柱面棱镜222，柱面棱镜222用于将可见光光源221发射的可见光汇聚后垂直入射到样品管263上，进一步避免散射光影响磁球(图4未示出)的成像，确保物镜25清楚地显示磁球的位置。

如图2和4所示，横向磁镊装置20还包括位于底座21上的旋转推进控制器27，其用于使得磁铁24平行第一方向D1运动和绕着与第一方向D1平行的轴旋转。可以采用现有技术中的步进电机实现本实施例中的旋转推进控制器27。当样品是DNA分子时，通过控制磁铁24远离样品管263，可以对DNA分子进行拉伸，从而测量DNA分子的长度。由于DNA分子是双螺旋结构，通过旋转磁铁24，从而使得DNA分子旋转，便于研究DNA分子的弹性特性、旋转角度以及外力对其结构的影响。在优选的实施例中，磁铁24为U形磁铁，U形磁铁的N极和S极呈圆台状、且靠近样品管263。磁铁24的材质可以是永磁铁或电磁铁。

横向磁镊装置20还包括与样品槽固定件23固定连接的推杆28，其轴向平行于第二方向D2。操作者只需通过推杆28使得样品槽固定件23和样品管263沿与第二方向D2平行的导引槽212中运动，即可实现样品管263中的所有样品都能被光源22发射的可见光照射，无需调节光源22的位置和可见光方向。因此更换样品槽26将变得非常便利、快捷。

横向磁镊装置20还包括与样品槽固定件23相配合、且盖在样品槽固定件23上的上盖29。

本发明的横向磁镊装置20中的光源22、样品槽固定件23、样品槽26、磁铁24和旋转推进控制器27都位于底座21上，因此本发明的横向磁镊装置20的体积小。另外，将底座21直接放置在现有的显微镜的样品台上即可进行生物分子的操作和检测，无需再重新组装和调试，适用于现有的各种类型的显微镜系统，因此可以作为一种通用的横向磁镊装置。在更换样品过程中，只需要将测试过的样品槽26从样品槽固定件23中取出来，并将待测的样品槽26嵌入样品槽固定件23中，即可实现方便更换样品。

在本发明的其他实施例中，第一样品槽261和第二样品槽262还可以通过其他可拆卸固定件连接，例如卡扣、螺钉等。

在本发明的其他实施例中，横向磁镊装置中的推杆28可以替换为步进电机，实现更加精确地控制样品管263的移动距离。

在本发明的其他实施例中，底座21上的导引部可以是直线状的凸块，同时样品槽固定件23上的导引配合部可以是与该凸块相配合的呈直线状的凹槽。

在本发明的其他实施例中，磁铁可以是呈圆柱体状或条形的一块磁铁；磁铁还可以包括两块平行的条形磁铁，其中一块条形磁铁的N极与另一块磁铁的S极靠近样品管263。

在本发明的其他实施例中，横向磁镊装置可以不具有物镜25，该物镜25可以是显微镜系统中的物镜。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (9)

1.一种横向磁镊装置，其特征在于，包括：

呈平板状的底座，所述底座具有第一通孔和呈直线状的导引部；

位于所述底座上的光源，其用于发射平行所述底座的可见光；

沿所述可见光的入射方向依次设置的样品槽固定件和磁铁，所述样品槽固定件设置有供所述可见光穿过的凹槽和与所述导引部相配合的导引配合部，所述凹槽具有与所述第一通孔相对齐的第二通孔；以及

嵌入在所述凹槽中的样品槽，所述样品槽包括：相对设置的第一槽压板和第二槽压板，所述第一槽压板和第二槽压板的相向面限定了供所述可见光穿过的第三通孔；以及设置在所述第一槽压板和第二槽压板之间的样品管，所述样品管平行所述导引部。

2.根据权利要求1所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述导引部垂直所述可见光的入射方向。

3.根据权利要求1所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述导引部为导引槽，所述导引配合部为与所述导引槽相配合、且位于所述导引槽中的滑块。

4.根据权利要求1所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述第一槽压板具有与所述样品管的两个端口相对应的进样孔和出样孔，所述第二槽压板具有用于容纳所述样品管的两个端口的样品管槽。

5.根据权利要求4所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述样品槽还包括设置在所述第一槽压板和第二槽压板的相向面之间、且与所述第一槽压板的所述进样孔和出样孔相对齐的两个O形密封环。

6.根据权利要求1所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述光源包括：

可见光光源；以及

柱面棱镜，其用于将所述可见光汇聚后垂直入射到所述样品管上。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述磁铁为U形磁铁。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述横向磁镊装置还包括推杆，其用于使得所述样品槽固定件的导引配合部在所述导引部中运动。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的横向磁镊装置，其特征在于，所述横向磁镊装置还包括位于所述底座上的旋转推进控制器，其用于控制所述磁铁平行所述可见光的入射方向运动和绕着与所述可见光的入射方向平行的轴旋转。