CN106772991B - 一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法 - Google Patents

一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106772991B
CN106772991B CN201611150102.7A CN201611150102A CN106772991B CN 106772991 B CN106772991 B CN 106772991B CN 201611150102 A CN201611150102 A CN 201611150102A CN 106772991 B CN106772991 B CN 106772991B
Authority
CN
China
Prior art keywords
drop
microscope system
solvent
electrode
optical microscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611150102.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106772991A (zh
Inventor
孙安辰
陈晓明
黄辉
渠波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongsheng Tongxiang (Hainan) Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
孙安辰
陈晓明
渠波
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 孙安辰, 陈晓明, 渠波 filed Critical 孙安辰
Priority to CN201611150102.7A priority Critical patent/CN106772991B/zh
Publication of CN106772991A publication Critical patent/CN106772991A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106772991B publication Critical patent/CN106772991B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法。本发明的一种基于液滴的光学显微镜系统，包括光学显微镜、超声波振动器、容器、基板和设置在基板上的电极，基板设置在容器内，工作时，待测物放置在电极上，超声波振动器将液滴材料转化成悬浮于溶剂中的液滴，在电极上施加电压，电极上施加电压后产生的介电泳力能够将液滴移动到光学显微镜的镜头与待测物之间。其有益效果是：利用液滴作为光学透镜，对待测物图像进行初次放大，从而降低外界干扰和衍射效应的影响、提高分辨率；液滴悬浮于溶剂中，可以随着溶剂流动；利用介电泳力，可以移动液滴，并将液滴固定在特定位置。可提高光学显微技术的分辨率，并具有结构简单、低成本的优势。

Description

一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法，可用于观察微小物体，特别是液体或气体中的细胞和微生物等微小物体。
背景技术
光学显微镜广泛用于观察微小物体。但是，由于光学衍射效应的影响，光学显微镜的分辨能力受光波长的限制；并且，光学显微镜的物镜无法紧贴待测物，这进一步降低了分辨能力。目前，光学显微镜的分辨率一般在微米量级。观察亚微米(或纳米)量级的物体，则需要借助昂贵的电子显微镜。
因此设计研发新的光学显微技术，提高光学显微镜的分辨能力，是本发明的创研动机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分辨率高、结构简单、易于操作、低成本的基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法。
本发明提供的一种基于液滴的光学显微镜系统，其技术方案为：
一种基于液滴的光学显微镜系统，包括光学显微镜、超声波振动器、容器、基板和设置在基板上的电极，所述基板设置在所述容器内，工作时，待测物放置在所述电极上，将液滴材料加入到容器内的溶剂中，超声波振动器将容器内的液滴材料转化成悬浮于溶剂中的液滴，在电极上施加电压，电极上施加电压后产生的介电泳力能够将液滴移动到所述光学显微镜的镜头与待测物之间。
本发明提供的一种基于液滴的光学显微镜系统，还可以包括以下附属技术方案：
其中，液滴表面与待测物表面的间距小于5毫米。
其中，液滴为液态的高折射率有机物。
其中，溶剂与液滴不溶或难溶，溶剂为气体或水溶液。
其中，液滴的形状为椭球形或球形。
其中，液滴横截面的短边尺寸在0.1微米至2毫米之间。
其中，液滴是异丙醇、油脂(如大豆油、橄榄油等动植物油)、燃油(如煤油、机油)等。
其中，溶剂中含有表面活性剂。
其中，表面活性剂是失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚。
本发明还提供了一种基于液滴的光学显微镜系统的检测方法，首先，选择光学显微镜、超声波振动器和带有电极的基板，基板设置在容器内，待测物放置在所述电极上，然后，将液滴材料加入到溶剂中，液滴材料与溶剂的折射率不相同，同时加入表面活性剂，并经超声波振动器超声震荡，使得液滴材料转化成悬浮于溶剂中的液滴；在电极上施加电压，所产生的介电泳力将液滴吸附到光学显微镜的镜头与待测物之间，电极表面的待测物图像经液滴透镜放大后，进一步被光学显微镜放大。
本发明的实施包括以下技术效果：
本发明的基于液滴的光学显微镜系统利用液滴作为光学透镜，对待测物图像进行初次放大；液滴可以透光，其光学折射率与周围介质的折射率不同，从而产生光学透镜作用；液滴靠近待测物，从而降低外界干扰和衍射效应的影响、提高分辨率；液滴悬浮于溶剂中，可以随着溶剂流动；利用介电泳力，可以移动液滴，并将液滴固定在特定位置。本发明可提高光学显微技术的分辨率，并具有结构简单、低成本的优势。
附图说明
图1为本发明实施例的基于液滴的光学显微镜系统的原理示意图。
1-待测物；2-液滴；3-溶剂；4-光学显微镜；5-电极；6-基板；7-容器。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
参见图1所示，本实施例的一种基于液滴的光学显微镜系统，包括光学显微镜4、超声波振动器、容器7、基板6和设置在基板6上的电极5，基板6设置在容器7内，工作时，待测物1放置在电极5上，将液滴材料加入到容器7内的溶剂3中，超声波振动器将容器内的液滴材料转化成悬浮于溶剂中的液滴2，在电极上施加电压，液滴2与溶剂3的折射率不相同，电极5上施加电压后产生的介电泳力能够将液滴2移动到光学显微镜4的镜头与待测物1之间。本实施例利用光学折射率与周围介质不同的液滴2作为光学透镜，对待测物1图像进行初次放大，从而产生光学透镜作用，之后被光学显微镜4进一步放大。液滴2靠近(或紧贴)待测物1，从而降低外界干扰和衍射效应的影响、提高分辨率；液滴2悬浮于溶剂3中，可以随着溶剂3流动；利用介电泳力，可以移动液滴2，并将液滴2固定在特定位置。
优选地，液滴2表面与待测物1表面的间距小于5毫米，液滴2横截面的短边尺寸在0.1微米至2毫米之间，如此设置成像分辨率更高。液滴2为液态的高折射率有机物。溶剂3与液滴2不溶或难溶，因此形成悬浮于溶剂3中的液滴2，溶剂3优选气体或水溶液。液滴2的形状椭球形或球形，具有更好的光学放大效果。液滴2的材质优选液态的高折射率有机物，比如异丙醇、油脂(如大豆油、橄榄油等动植物油)、燃油(如煤油、机油)等，从而提高液滴透镜的放大倍数。液滴2优选高透光材质的液滴，液滴2在电场中可以被极化，从而被电场力驱动(即介电泳力)。溶剂3中加入表面活性剂，表面活性剂是失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，加入表面活性剂利于形成椭球形或球形的液滴。具体地，光学显微镜包括载物台、物镜、目镜、图像采集系统、聚光照明系统、以及调焦机构等部件。
本实施例还提供了上述的基于液滴的光学显微镜系统的检测方法：
首先，以纯水作为溶剂，将橄榄油加入水中。同时加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(tween 80)作为表面活性剂，并超声震荡水溶液，使得橄榄油转化成液滴悬浮于水溶液中。由于橄榄油的折射率大于纯水，橄榄油液滴可以起到光学透镜的作用。
然后，在电极上施加电压，所产生的介电泳力将橄榄油液滴吸附到电极表面。因此，电极表面的待测物图像，经液滴透镜放大后，进一步被光学显微镜放大。由于液滴紧挨着待测物(液滴与待测物之间的间距小于5mm)，可以降低外界扰动和光学衍射效应的影响，因此，液滴与光学显微镜的结合，可以提高光学显微镜的分辨率。
综上，本发明提供的基于液滴的光学显微技术，利用液滴作为光学透镜，对待测物进行放大，从而提高了光学显微技术的分辨率。本发明具有结构简单，低成本的优势。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：包括光学显微镜、超声波振动器、容器、基板和设置在基板上的电极，所述基板设置在所述容器内，工作时，待测物放置在所述电极上，将液滴材料加入到容器内的溶剂中，超声波振动器将容器内的液滴材料转化成悬浮于溶剂中的液滴，在电极上施加电压，电极上施加电压后产生的介电泳力能够将液滴移动到所述光学显微镜的镜头与待测物之间。
2.根据权利要求1所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：液滴表面与待测物表面的间距小于5毫米。
3.根据权利要求1所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：液滴横截面的短边尺寸在0.1微米至2毫米之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：溶剂与液滴不溶或难溶，溶剂为气体或水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：液滴的形状为椭球形或球形。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：液滴为液态的高折射率有机物。
7.根据权利要求1所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：所述液滴是异丙醇、油脂或燃油。
8.根据权利要求1所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：所述溶剂中含有表面活性剂。
9.根据权利要求8所述的一种基于液滴的光学显微镜系统，其特征在于：所述表面活性剂是失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚。
10.一种基于液滴的光学显微镜系统的检测方法，其特征在于：首先，选择光学显微镜、超声波振动器和带有电极的基板，基板设置在容器内，待测物放置在所述电极上，然后，将液滴材料加入到溶剂中，液滴材料与溶剂的折射率不相同，同时加入表面活性剂，并经超声波振动器超声震荡，使得液滴材料转化成悬浮于溶剂中的液滴；在电极上施加电压，所产生的介电泳力将液滴吸附到光学显微镜的镜头与待测物之间，电极表面的待测物图像经液滴透镜放大后，进一步被光学显微镜放大。
CN201611150102.7A 2016-12-13 2016-12-13 一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法 Active CN106772991B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611150102.7A CN106772991B (zh) 2016-12-13 2016-12-13 一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611150102.7A CN106772991B (zh) 2016-12-13 2016-12-13 一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106772991A CN106772991A (zh) 2017-05-31
CN106772991B true CN106772991B (zh) 2019-04-09

Family

ID=58881120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611150102.7A Active CN106772991B (zh) 2016-12-13 2016-12-13 一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106772991B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107314891B (zh) * 2017-08-29 2019-08-20 天津津航技术物理研究所 手术显微镜的光学检测系统及光学检测方法
CN108663731A (zh) * 2018-04-24 2018-10-16 天津大学 介电泳力液体变焦透镜的制作与焦距测量方法
CN109530158B (zh) * 2018-11-23 2020-11-03 大连理工大学 一种电场驱动的微量高粘度胶液转移的装置及方法
CN112666696A (zh) * 2021-01-18 2021-04-16 郑州轻工业大学 焦点扫描方法、焦点扫描装置和共焦显微镜

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103993001A (zh) * 2014-06-10 2014-08-20 中山大学 一种微颗粒或生物细胞的群体捕获和迁移方法
CN104808326A (zh) * 2014-01-25 2015-07-29 清华大学 一种光学显微镜的辅助装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8182917B2 (en) * 2008-03-20 2012-05-22 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Reduced graphene oxide film
JP6037732B2 (ja) * 2012-09-03 2016-12-07 オリンパス株式会社 浸液保持具、観察部位固定装置、及び、顕微鏡

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104808326A (zh) * 2014-01-25 2015-07-29 清华大学 一种光学显微镜的辅助装置
CN103993001A (zh) * 2014-06-10 2014-08-20 中山大学 一种微颗粒或生物细胞的群体捕获和迁移方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106772991A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106772991B (zh) 一种基于液滴的光学显微镜系统及其检测方法
Li et al. Single-cell biomagnifier for optical nanoscopes and nanotweezers
Pauzauskie et al. Optical trapping and integration of semiconductor nanowire assemblies in water
Yang et al. Super-resolution biological microscopy using virtual imaging by a microsphere nanoscope
Liu et al. Breaking the Axial Diffraction Limit: A Guide to Axial Super‐Resolution Fluorescence Microscopy
Pan et al. The study of surface wetting, nanobubbles and boundary slip with an applied voltage: A review
CN107402443A (zh) 一种基于倒置显微镜和微球透镜的光学超分辨率成像系统及采用该系统的动态成像方法
WO2015170758A1 (ja) 集積装置および集積方法、微小物体集積構造体の製造装置、微生物の集積除去装置、被検出物質の検出装置、被分離物質の分離装置、ならびに被導入物質の導入装置
CN104407436A (zh) 一种基于轴向超高速扫描的三轴数字扫描光片显微镜
WO2008077630A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum berührungslosen manipulieren und ausrichten von probenteilchen in einem messvolumen mit hilfe eines inhomogenen elektrischen wechselfelds
CN104568886A (zh) 一种基于全内反射的暗场照明方法
Fujiwara et al. Manipulation of single nanodiamonds to ultrathin fiber-taper nanofibers and control of NV-spin states toward fiber-integrated λ-systems
Hennequin et al. Optical detection and sizing of single nanoparticles using continuous wetting films
CN107250344A (zh) 自锁式光电镊子及其制造
Pan et al. Micro-arraying of nanostructured diatom microshells on glass substrate using ethylene-vinyl acetate copolymer and photolithography technology for fluorescence spectroscopy application
Chen et al. Optical manipulation of biological particles using LP21 mode in fiber
CN202794222U (zh) 基于微悬臂与微球组合探针的超分辨显微成像系统
Zheng et al. Understanding three-dimensional spatial relationship between the mouse second polar body and first cleavage plane with full-field optical coherence tomography
TWI261687B (en) Apparatus and method for fabricating 3D nano/micro structures
Cuche et al. Diamond nanoparticles as photoluminescent nanoprobes for biology and near-field optics
Huang et al. Automated cell patterning system with a microchip using dielectrophoresis
Luo et al. Self-Sensing Scanning Superlens for Three-Dimensional Noninvasive Visible-Light Nanoscale Imaging on Complex Surfaces
CN207249232U (zh) 一种基于倒置显微镜和微球透镜的光学超分辨率成像系统
CN113608287A (zh) 一种微透镜及其应用
Zhai et al. An optical tweezer-based microdroplet imaging technology

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211020

Address after: 572400 room 103, block C, building 2, Qingshuiwan International Information Industrial Park, No. 1, lehuo Avenue, Lingshui County, Hainan Province

Patentee after: Hongsheng Tongxiang (Hainan) Technology Co.,Ltd.

Address before: 116024 bin Du yuan, Zhenxing street, Shahekou District, Dalian City, Liaoning Province

Patentee before: Sun Anchen

Patentee before: Chen Xiaoming

Patentee before: Canal wave

TR01 Transfer of patent right