CN106226235B - 一种用于超分辨定位成像系统的样品池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超分辨定位成像系统的样品池，包括底座、压板、盖玻片、载玻片、第一螺栓、第二螺栓、进穿板接头与出穿板接头，载玻片安装于压板上，盖玻片安装于底座上，压板腔体外表面与底座腔体内表面间隙配合，并通过第一螺栓连接压板与底座，第二螺栓安装于压板上，通过调节第一螺栓与第二螺栓实现样品空间厚度的改变，进穿板接头与出穿板接头均安装于压板上，实现样品空间与外界环境的连通，通过向进穿板接头注入新的液态生化试剂，从而排出失效的液态生化试剂，实现液态生化试剂的替换。本发明能够兼顾实现小的样品空间厚度与实现液态生化试剂的替换，且本发明结构简单，便于加工制造。

Description

一种用于超分辨定位成像系统的样品池

技术领域

本发明主要涉及一种样品池，更具体地，涉及一种用于超分辨定位成像系统的样品池。

背景技术

一直以来，光学显微镜的成像分辨率都受限于衍射极限，不能用于观察纳米量级的生物结构或蛋白质分子的相互作用。直到20世纪90年代，科学家们提出了从本质上突破衍射极限的超分辨成像方法，根据其成像原理可以分为基于单分子定位的超分辨成像技术和基于光源结构的超分辨成像技术两种。其中，基于单分子定位的超分辨成像技术凭借其简单的成像系统和温和的成像条件受到越来越多的关注。

在超分辨定位成像中，液态生化试剂发挥了十分重要的作用，根据液态生化试剂的适用情况的不同，液态生化试剂的类型和所起作用也不同，例如成像活细胞时需要培养基为细胞提供养料，维持细胞活性；在利用dSTORM超分辨方法成像时需要缓冲液来实现密集分布荧光分子的空间分离，其他的超分辨成像方法中缓冲液为荧光分子定位成像提供适宜的物化条件，以保证最佳的成像效果。观测生物样品时，由于不同的适用情况导致不同的液态生化试剂失效，需要在成像过程中及时更换液态生化试剂，例如由于长时间成像活细胞导致其中的养料被消耗，无法继续维持细胞活性，需要在成像过程中及时更换培养基，或由于长时间成像造成的缓冲液失效以及多色成像中不同荧光探针的最佳缓冲液匹配问题，需要在成像过程中及时更换缓冲液。另外，现有的基于单分子定位的超分辨成像系统由于照明部分与成像部分不在同一侧，一般要求样品空间厚度为几十微米，从而确保样品在物镜的工作距离内。

然而，现有的成像装置不能在小的样品空间厚度内实现液态生化试剂的更换。常用的封片制作过程为将生物样品粘附于载玻片上，在载玻片和盖玻片中间加入微量液态生化试剂，用胶将载玻片与盖玻片密封，无法更换液态生化试剂；培养皿虽然能够更换液态生化试剂，但是当照明部分与成像部分不在同一侧时，由于培养皿自身厚度限制，导致样品空间厚度超出物镜的工作距离，无法进行有效的成像；且在更换液态生化试剂时容易造成培养皿晃动，影响成像质量。另外，其它可更换液态生化试剂的成像装置存在结构复杂、加工难度高、配件稀缺等问题。

发明内容

针对以上缺陷本发明提供一种用于超分辨定位成像系统的样品池，旨在解决现有的成像装置由于自身结构原因不能兼顾小的样品空间厚度和更换液态生化试剂的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于超分辨定位成像系统的样品池，包括：

底座，为一腔形结构，在底座腔体底部设有第一光学通孔，盖玻片安装于所述第一光学通孔上，且所述盖玻片与所述底座腔体内表面贴合；

压板，为一腔形结构，在压板腔体底部设有第二光学通孔，载玻片安装于所述第二光学通孔上，且所述载玻片与所述压板腔体外表面贴合；所述底座腔体内表面与所述压板腔体外表面间隙配合；

将盖玻片固定于底座上，将载玻片固定于压板上，通过所述底座腔体内表面与所述压板腔体外表面间隙配合，实现盖玻片与载玻片之间的密封，形成样品空间；

在所述压板腔体底部设有第三螺纹孔和第四螺纹孔，进穿板接头与所述第三螺纹孔相连，出穿板接头与所述第四螺纹孔相连；通过进穿板接头连接样品空间与外界环境，以及通过出穿板接头连接样品空间与外界环境，可以实现更换样品空间的液态生化试剂；

在所述压板腔体上边缘设有第二支撑板，所述第二支撑板上设有压板通孔；在所述底座腔体上边缘设有第一支撑板，第一支撑板上设有底座螺纹孔；底座螺纹孔和压板通孔通过第一螺栓连接；通过朝着第一螺栓螺旋线的方向旋转第一螺栓，可以实现减少第一支撑板和第二支撑板之间的距离，从而减少固定在底座的盖玻片与固定在压板的载玻片之间的距离，实现调节样品空间的厚度。

在所述第二支撑板上设有压板螺纹孔，第二螺栓安装于所述压板螺纹孔上，通过朝着第一螺栓螺旋线的反方向旋转第一螺栓，接着朝着第二螺栓螺旋线的方向旋转第二螺栓，可以实现增加第一支撑板和第二支撑板之间的距离，从而增加固定在底座的盖玻片与固定在压板的载玻片之间的距离，实现调节样品空间的厚度。

在准备观察样品前，通过进穿板接头添加液态生化试剂，向第一螺栓螺旋线的方向转动第一螺栓，减少底座腔体底部与压板腔体底部之间的距离，由于载玻片与压板腔体外部贴合，盖玻片与底座腔体内部贴合，能够实现几十微米的样品空间厚度，调节载玻片至物镜成像范围内，实现样品观察；当需要更换液态生化试剂时，向第一螺栓螺旋线的反方向转动第一螺栓，向第二螺栓螺旋线方向转动第二螺栓，增大底座腔体底部与压板腔体底部之间的距离，向进穿板接头添加新的液态生化试剂，将样品池中失效的液态生化试剂排出，实现更换液态生化试剂。

进一步地，样品池还包括进软管和出软管，进软管用于与进穿板接头配合实现液态生化试剂的更换，出软管用于与出穿板接头配合实现液态生化试剂的更换，进软管与进穿板接头过盈配合，出软管与出穿板接头过盈配合。

进一步地，样品池还包括O型圈，所述压板腔体外表面开有环形密封槽，所述O型圈安装于所述环形密封槽内，用于密封所述样品空间，防止液态生化试剂泄漏。

进一步地，第一支撑板上设有底座通孔，底座通过第一支撑板上的底座通孔与载物台相连，用于固定样品池，使成像质量更高。

进一步地，底座腔体与第一支撑板相交处设有倒角，便于底座与压板的安装。

进一步地，底座通孔、底座螺纹孔、压板通孔以及压板螺纹孔均对称分布，使底座与压板受力均匀且便于加工。

进一步地，底座腔体底部设有底座环形储胶槽，确保盖玻片和底座之间有足量的胶，防止液态生化试剂冲蚀导致液态生化试剂渗漏。

进一步地，压板腔体底部设有压板环形储胶槽，确保载玻片与压板之间有足量的胶，防止液态生化试剂冲蚀导致液态生化试剂渗漏。

进一步地，底座和压板选用不锈钢材料，避免和液态生化试剂发生化学反应。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，取得以下有益效果：

1、盖玻片安装于底座上，载玻片安装于压板上，通过压板腔体外表面与底座腔体内表面的间隙配合，实现盖玻片与载玻片的密封，形成样品空间；由于盖玻片与底座腔体内表面贴合，载玻片与压板腔体外表面贴合，通过调节第一螺栓，可调节样品空间的厚度至几十微米；由于通过底座与压板实现载玻片与盖玻片的密封，本发明中压板与底座的加工精度低，通过低加工精度的压板与低加工精度的底座的配合，可实现几十微米的样品空间厚度，大大降低了制造成本。

2、进穿板接头与出穿板接头连接样品空间与外界环境，通过进穿板接头向样品空间中添加新的液态生化试剂，将失效的液态生化试剂排出，可以实现在样品成像过程中及时更换液态生化试剂。

3、在第一支撑板上设有通孔，用于连接底座与载物台，另外，第一螺栓有固定压板与底座的作用，可以提高样品池的稳定性，便于获取高质量的超分辨定位图。

4、本发明结构简单，底座与压板的加工尺寸易于获得，加工成本低，配件易得，而且本发明可根据具体的成像系统适当地修改底座与压板的尺寸和结构，具有很强的灵活性。

附图说明

图1是本发明样品池底座的主视图；

图2是本发明样品池底座的俯视图；

图3是本发明样品池压板的主视图；

图4是本发明样品池压板的俯视图；

图5是本发明样品池的主视图；

图6是本发明样品池的装配结构图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的样品池包括底座，如图1所示，底座为一腔形结构，在腔体12底部开有第一光学通孔14，用于安装盖玻片，在第一光学通孔14设有倒角15，目的在于当物镜探入第一光学通孔14时不会划伤物镜外壳，另外可以防止操作人员划伤手指，在腔体12底部开有底座环形储胶槽13，确保盖玻片和底座之间有足量的胶，防止液态生化试剂冲蚀导致液态生化试剂渗漏，在腔体12与第一支撑板11相交处设有倒角16，便于底座与压板装配。图2为底座的俯视图，在第一支撑板上设有对称布置的底座通孔201至底座通孔204，用于通过螺栓与载物台相连，固定样品池，使成像质量更高，在第一支撑板上对称布置的底座螺纹孔205至底座螺纹孔208，用于通过螺栓与压板连接，腔体与第一支撑板相交处的倒角211和位于第一光学通孔处的倒角209的俯视图均呈环形，底座环形储胶槽210俯视图也呈环形。

本发明实施例提供的样品池还包括压板，如图3所示，压板为一腔形结构，在腔体31底部设有第二光学通孔32，用于安装载玻片，在腔体底部设有第三螺纹孔33和第四螺纹孔34，第三螺纹孔33用于连接进穿板接头，第四螺纹孔34用于连接出穿板接头，在压板腔体底部开有压板环形储胶槽35，确保载玻片和压板之间有足量的胶，防止液态生化试剂冲蚀导致液态生化试剂渗漏，在压板腔体31底部设有倒角38，便于与底座装配，在压板腔体31外表面开有环形密封槽37，用于密封由压板、底座、盖玻片和载玻片组成的样品空间。图4为底座的俯视图，在第二支撑板上设有压板通孔401至压板通孔404，用于连接底座和压板，在第二支撑板上设有压板螺纹孔405至压板螺纹孔408，第二螺栓安装在压板螺纹孔内，通过旋转第二螺栓，可以调节样品空间的厚度，在压板腔体底部设有第三螺纹孔409和第四螺纹孔410，第三螺纹孔409和进穿板接头连接，第四螺纹孔410与出穿板接头连接，腔体底部的倒角413和压板环形储胶槽411的俯视图为环形，第二光学通孔412的俯视图为圆形。

如图5所示，本发明实施例中的样品池，除了包括底座501和压板502之外，还包括盖玻片508，盖玻片508安装于底座501的第一光学通孔上，且与底座501的腔体内表面贴合，用于物镜成像，底座环形储胶槽506中充满胶，用于保证盖玻片与底座之间有充足的胶，防止液态生化试剂冲蚀导致盖玻片从底座脱落，载玻片509安装于压板502的第二光学通孔上，且与压板502的腔体外表面贴合，用于培养样品，压板环形储胶槽507中充满胶，用于保证载玻片与压板之间有充足的胶，防止液态生化试剂冲蚀导致载玻片从压板脱落，底座501的腔体内表面与压板502的腔体外表面间隙配合，实现底座与压板之间的密封，O型圈504位于压板环形密封槽内，用于密封由底座501、盖玻片508、压板502以及载玻片509组成的样品池，防止液态生化试剂泄漏，压板502上的第三螺纹孔与进穿板接头505连接，进软管503与进穿板接头505过盈配合，进穿板接头505与进软管503连接了外界环境与样品空间，压板2上的第四螺纹孔与出穿板接头510连接，出软管511与出穿板接头510过盈配合，进穿板接头510与进软管511连接了外界环境与样品空间。

由压板、载玻片、底座以及盖玻片组成的样品空间，由上述样品空间、进穿板接头、出穿板接头、进软管与出软管组成连通器结构，当向进软管中注入新的液态生化试剂，新的液态生化试剂向在样品空间内的失效液态生化试剂施加压力，而在出软管中失效液态生化试剂受到的压力仍为大气压，进软管与出软管之间形成压差，导致在样品空间中失效的液态生化试剂向出软管流动从而被排出，实现自动更换液态生化试剂的目的。

如图6所示，底座与压板通过螺栓61至螺栓64连接，螺栓61穿过压板通孔与底座螺纹孔连接，螺栓62至螺栓64连接方式与螺栓61相同；由于载玻片安装于压板上，盖玻片安装于底座上，通过转动螺栓61至螺栓64，使第一支撑板与第二支撑板之间的距离变小，从而使压板底部与底座底部之间的距离变小，使盖玻片与载玻片之间的距离变小，实现调节样品空间的厚度，由于盖玻片安装于底座腔体的内表面上，载玻片安装与压板腔体的外表面上，能够在对底座与压板的加工尺寸精度不高的情况下获得几十微米的样本空间厚度，大大降低了本发明的加工成本。螺栓65安装在压板螺纹孔中，螺栓66至螺栓68与螺栓65的连接方式相同，通过同时旋转螺栓65至螺栓68，可以调大第一支撑板与第二支撑板之间的距离，从而使压板腔体底部与底座腔体底部之间的距离变大，实现样品空间厚度的调节。通过螺栓61至螺栓68，可以根据需要调节样品空间厚度的大小。

在准备观察样品前，通过进软管添加液态生化试剂，沿着第一螺栓螺旋线的方向转动第一螺栓，减小底座腔体底部与压板腔体底部之间的距离，将载玻片调节至物镜成像范围内，实现对样品的观察，当需要更换液态生化试剂时，沿着第一螺栓螺旋的反方向转动第一螺栓，并沿着第二螺栓螺旋线的方向转动第二螺栓，增大底座腔体底部与压板腔体底部之间的距离，便于通过添加新的液态生化试剂将样品池中的失效液态生化试剂排出，实现更换液态生化试剂；且通过螺栓穿过底座通孔与载物台相连，固定样品池，减少更换液态生化试剂对成像质量的影响。另外，针对不同的成像系统，可以适当地改变样品池的尺寸和结构，以满足特定的成像需求。

本领域的技术人员容易理解，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 (8)

1.一种用于超分辨定位成像系统的样品池，其特征在于，包括：

底座(501)，为一腔形结构，在底座腔体底部设有第一光学通孔，盖玻片(508)安装于所述第一光学通孔上，且所述盖玻片与所述底座腔体内表面贴合；

压板(502)，为一腔形结构，在压板腔体底部设有第二光学通孔，载玻片(509)安装于所述第二光学通孔上，且所述载玻片与所述压板腔体外表面贴合；所述底座腔体内表面与所述压板腔体外表面间隙配合；

在所述压板腔体底部设有第三螺纹孔和第四螺纹孔，进穿板接头(505)与所述第三螺纹孔相连，出穿板接头(510)与所述第四螺纹孔相连，样品池还包括进软管(503)和出软管(511)；所述进软管与所述进穿板接头(505)过盈配合，所述出软管与所述出穿板接头(510)过盈配合，用于实现更换液态生化试剂；

在所述压板腔体上边缘设有第二支撑板，所述第二支撑板上设有压板通孔；在所述底座腔体上边缘设有第一支撑板，第一支撑板上设有底座螺纹孔；底座螺纹孔和压板通孔通过第一螺栓连接；

在所述第二支撑板上设有压板螺纹孔，第二螺栓安装于所述压板螺纹孔上；通过第一螺栓和第二螺栓调节样品空间厚度。

2.根据权利要求1中所述的样品池，其特征在于，样品池还包括O型圈(504)，所述压板腔体外表面开有环形密封槽，所述O型圈安装于所述环形密封槽内。

3.根据权利要求1中所述的样品池，其特征在于，所述第一支撑板上设有底座通孔。

4.根据权利要求1中所述的样品池，其特征在于，所述底座腔体与所述第一支撑板相交处设有倒角。

5.根据权利要求1中所述的样品池，其特征在于，底座通孔、底座螺纹孔、压板通孔以及压板螺纹孔均对称分布。

6.根据权利要求1中所述的样品池，其特征在于，所述底座腔体底部设有底座环形储胶槽(506)。

7.根据权利要求1中所述的样品池，其特征在于，所述压板腔体底部设有压板环形储胶槽(507)。

8.根据权利要求1-7任意一项中所述的样品池，其特征在于，所述底座和所述压板均选用不锈钢材料。