CN109164080A - 适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪 - Google Patents
适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109164080A CN109164080A CN201811146725.6A CN201811146725A CN109164080A CN 109164080 A CN109164080 A CN 109164080A CN 201811146725 A CN201811146725 A CN 201811146725A CN 109164080 A CN109164080 A CN 109164080A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- exciting light
- fluorescence
- cell
- sample
- control system
- 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.)
- Granted
Links
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 abstract description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 abstract description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002548 cytokinetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
- G01N21/6458—Fluorescence microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
- G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一种细胞水平无损荧光检测光谱仪，包括激发光光源，激发光光源下端连接有激发光探头，激发光探头通过激发光探头固定装置连接激发光位置控制系统，激发光位置控制系统上设置有精密数控马达，激发光探头下发设置有用于放置细胞样品的样品池，样品池下方为荧光光谱收集与分析系统。样品池设置在中间漏空、周围固定的样品池位置控制系统内。本发明可用于单细胞/亚细胞荧光光分析，可实现磷光寿命测试，可在毫秒到小时时间尺度范围内实现测荧光强度随时间的变化；单细胞/亚细胞荧光显微成像、微区荧光光谱分析，以及X‑Y方向上完整的稳态光谱分析，对早期的癌症检测和筛查具有较大的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术在生物领域的应用技术领域。
背景技术
近年来，随着细胞生理研究的逐渐深入，科学家们发现，即使是同样的遗传物质，同样的周边环境，这些细胞还是会朝着不同的方向发展，有时还会生成不同的功能。单个细胞看似相同，但其化学成分和应激反应却十分不同，而且单个细胞的变化还关系到癌症、神经疾病等重大疾病。植物和动物的单细胞生物过程也远远没有完全揭示。因此单细胞分析是理解和破译许多关键的生命进程的重要手段。但是单细胞的尺寸非常小，其内含的化学成分也是超微量的，而当前的分析方法Western blot，则需要通过破碎数以百万计的细胞来实现细胞内生化指标的检测，所以传统分析方法不足以发现单个细胞水平上的差异。不仅如此，传统方法多为定点检测，无法实现实时监测。
目前的荧光光谱仪普遍用于宏观样品的检测，还没有针对细胞水平的精确检测，主要原因是常用光谱仪的激发光探头直径太粗，因为一般细胞的直径是5-10微米，而探头直径通常为几十毫米到几十厘米，无法对细胞进行精确激发，另外，由于细胞的信号较为微弱，激光功率很难控制，功率太弱无法激发细胞内信号，功率太强则对细胞造成伤害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于单细胞/亚细胞荧光光分析，可实现磷光寿命测试的细胞水平无损荧光检测光谱仪。
一种细胞水平无损荧光检测光谱仪包含光源产生发射装置、微纳米检测器、微纳米检测器控制调节装置、细胞样品池、细胞样品池控制调节装置、光谱探测分析处理装置。
一种适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪，包括激发光光源，激发光光源下端连接有激发光探头，激发光探头通过激发光探头固定装置连接激发光位置控制系统，激发光位置控制系统上设置有精密数控马达，激发光探头下发设置有用于放置细胞样品的样品池，细胞样品内设置有荧光标记物，样品池下方为荧光光谱收集与分析系统。
样品池设置在中间漏空、周围固定的样品池位置控制系统内。
有益效果：本发明可用于单细胞/亚细胞荧光光分析，可实现磷光寿命测试，可在毫秒到小时时间尺度范围内实现测荧光强度随时间的变化；单细胞/亚细胞荧光显微成像、微区荧光光谱分析，以及X-Y方向上完整的稳态光谱分析，对早期的癌症检测和筛查具有较大的指导意义。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪，包括激发光光源1，激发光光源1下端连接有激发光探头2，激发光探头2通过激发光探头固定装置3.2连接激发光位置控制系统3，激发光位置控制系统3上设置有精密数控马达3.1，激发光探头2下发设置有用于放置细胞样品的样品池4，细胞样品8内设置有荧光标记物9，样品池4下方为荧光光谱收集与分析系统7。
激发光探头固定装置3.2可以带动激发光光源1和连接的激发光探头2沿着激发光位置控制系统3上的轨道上下移动。
样品池4设置在中间漏空、周围固定的样品池位置控制系统5内。样品池4用于放置所需检测的细胞样品。样品池位置控制系统5用于精准定位细胞，最小调节精度10um。
激发光光源1：能激发产生波长在230-850nm范围内的任何一个单一波长的激发光。
激发光探头2分为两种：一种大的激发光探头12头部尺寸在100-900nm范围内，用于检测亚细胞水平，可伸入至细胞及细胞核内部进行激发；另一种小的激发光探头2头部尺寸在1-10um范围内，用于检测整个单细胞水平，
精密数控马达3.1最小调节精度30nm。
样品池位置控制系统5的最小调节精度10um，可以在 X、Y、Z轴进行调节，行程正负13mm。
当细胞样品8中含有荧光标记物9时，激发光光源1将会发射对应波长的激发光，该激发由激发光探头导入到细胞样品8的外面或刺入到细胞样品8的内部，将激发荧光标记物9产生发射光形成荧光信号。
荧光光谱收集与分析系统7能够收集到单个细胞水平的超灵敏荧光信号，能够收集到的最小光子数量为50个，最小的波峰带宽为5nm。
荧光光谱收集与分析系统7通过收集到的荧光信号（包括荧光强弱，荧光光点分布，荧光光点随时间变化等）进行分析，可用于：1)通过激光探头，2）来进行细胞内磷光分析，实现磷光寿命测试，3）细胞内荧光显微成像分析。
荧光光谱收集与分析系统7通过收集到的荧光信号（包括荧光强弱，荧光光点分布，荧光光点随时间变化等）进行分析，可用于：
1)通过大的激光探头（12）来进行整个细胞磷光分析，实现磷光寿命测试；
2) 通过大的激光探头12来进行整个细胞动力学分析；
3）整个细胞发光效率分析；
4）整个细胞荧光显微成像、微区荧光光谱分析，以及X-Y方向上完整的稳态光谱分析。
本发明由激发光光源1产生所需要的光源通过微纳米检测探头（通过微纳米检测探头控制调节装置来精确定位检测器）来激发样品池4上的待检测细胞，产生的结果被荧光光谱收集与分析系统7接收分析处理，得到所需的结果。
激发光光源1能产生波长在230-850nm范围内扫激发描光，也可以通过内置单色仪选定波长在230-850nm范围内的任一个波长产生单色激发光。
激发光光源1 可以选用型号为M365F1、M490F3、M530F2等规格。
荧光光谱收集与分析系统7为已知的产品，型号为RMA-PMS-400A。
Claims (2)
1.一种适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪，其特征在于：包括激发光光源（1），激发光光源（1）下端连接有激发光探头，激发光探头通过激发光探头固定装置（3.2）连接激发光位置控制系统（3），激发光位置控制系统（3）上设置有精密数控马达（3.1），激发光探头（2）下发设置有用于放置细胞样品（8）的样品池（4），细胞样品（8）内设置有荧光标记物（9），样品池（4）下方为荧光光谱收集与分析系统（7）。
2.根据权利要求1所述的细胞水平无损荧光检测光谱仪，其特征在于：所述样品池（4）设置在中间漏空、周围固定的样品池位置控制系统（5）内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811146725.6A CN109164080B (zh) | 2018-09-29 | 2018-09-29 | 适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811146725.6A CN109164080B (zh) | 2018-09-29 | 2018-09-29 | 适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109164080A true CN109164080A (zh) | 2019-01-08 |
| CN109164080B CN109164080B (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=64892842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811146725.6A Active CN109164080B (zh) | 2018-09-29 | 2018-09-29 | 适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109164080B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112834473A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-25 | 华中科技大学 | 一种非诊断目的的单精子活性氧的定量检测方法及其应用 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020167662A1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-14 | Yokogawa Electric Corporation | Biochip reader |
| CN1480724A (zh) * | 2003-07-18 | 2004-03-10 | 华中科技大学 | 塑料生物芯片的键合和封装方法及其装置 |
| CN1914502A (zh) * | 2004-01-30 | 2007-02-14 | 纳尔科公司 | 可更换探头－开放式样品池荧光计 |
| CN102353333A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-02-15 | 安徽电气工程职业技术学院 | 一种大量程高精度微纳米扫描探头 |
| CN202230024U (zh) * | 2011-08-24 | 2012-05-23 | 中国计量学院 | 一种荧光增强型光纤荧光探头 |
| CN103630523A (zh) * | 2012-08-21 | 2014-03-12 | 杭州希玛诺光电技术有限公司 | 一种用于水质光学分析仪表的激光诱导光谱生成装置 |
| CN104849444A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-19 | 大连海事大学 | 荧光和遮挡同时测量的细胞计数装置及方法 |
| CN107290308A (zh) * | 2016-04-01 | 2017-10-24 | 高利通科技（深圳）有限公司 | 一种组合式光谱探头及光谱分析系统 |
| CN107389534A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-11-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种基于一维纳米结构探针的单细胞光电检测系统 |
| CN208860743U (zh) * | 2018-09-29 | 2019-05-14 | 江苏瑞明生物科技有限公司 | 适用于细胞水平无损荧光检测的光谱仪 |
-
2018
- 2018-09-29 CN CN201811146725.6A patent/CN109164080B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020167662A1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-14 | Yokogawa Electric Corporation | Biochip reader |
| CN1480724A (zh) * | 2003-07-18 | 2004-03-10 | 华中科技大学 | 塑料生物芯片的键合和封装方法及其装置 |
| CN1914502A (zh) * | 2004-01-30 | 2007-02-14 | 纳尔科公司 | 可更换探头－开放式样品池荧光计 |
| CN102353333A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-02-15 | 安徽电气工程职业技术学院 | 一种大量程高精度微纳米扫描探头 |
| CN202230024U (zh) * | 2011-08-24 | 2012-05-23 | 中国计量学院 | 一种荧光增强型光纤荧光探头 |
| CN103630523A (zh) * | 2012-08-21 | 2014-03-12 | 杭州希玛诺光电技术有限公司 | 一种用于水质光学分析仪表的激光诱导光谱生成装置 |
| CN104849444A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-19 | 大连海事大学 | 荧光和遮挡同时测量的细胞计数装置及方法 |
| CN107290308A (zh) * | 2016-04-01 | 2017-10-24 | 高利通科技（深圳）有限公司 | 一种组合式光谱探头及光谱分析系统 |
| CN107389534A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-11-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种基于一维纳米结构探针的单细胞光电检测系统 |
| CN208860743U (zh) * | 2018-09-29 | 2019-05-14 | 江苏瑞明生物科技有限公司 | 适用于细胞水平无损荧光检测的光谱仪 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HUANG YA-PING等: "Shell-Isolated Tip-Enhanced Raman and Fluorescence Spectroscopy", ETH ZÜRICH, 18 June 2018 (2018-06-18), pages 7523 - 7537 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112834473A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-25 | 华中科技大学 | 一种非诊断目的的单精子活性氧的定量检测方法及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109164080B (zh) | 2024-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201653906U (zh) | 生物免疫层析芯片检测仪 | |
| CN106092994B (zh) | 一种大功率led的微阵列芯片荧光检测方法 | |
| US9915601B2 (en) | Method for examining microorganisms and examination apparatus for microorganisms | |
| CN103134590A (zh) | 一种实时动态测试磷光光谱的方法 | |
| CN102305778B (zh) | 微多光谱荧光接收和处理系统 | |
| CN109085148A (zh) | 一种多通道荧光检测光学系统 | |
| CN208860743U (zh) | 适用于细胞水平无损荧光检测的光谱仪 | |
| CN109164080A (zh) | 适用于细胞水平无损荧光检测光谱仪 | |
| CN203310753U (zh) | 多波长毛细管电泳荧光激发器 | |
| CN105388131A (zh) | 基于微流控芯片的荧光检测仪器及系统 | |
| CN204556502U (zh) | 一种荧光成像分析系统 | |
| CN113711013B (zh) | 样品分析方法、分析装置及计算机程序 | |
| CN202057599U (zh) | 微多光谱荧光接收和处理系统 | |
| CN100543460C (zh) | 一种高通量实时微量多功能荧光检测仪 | |
| CN106970058A (zh) | 一种双荧光发射面的微量物质检测仪及检测方法 | |
| CN113640257A (zh) | 阵列样品光谱测试系统 | |
| CN104181133A (zh) | 多波长毛细管电泳荧光激发装置 | |
| CN104568799A (zh) | 以单色光合光扫描的光度吸收检测系统 | |
| CN109030427A (zh) | 一种专用光致发光光谱测量的ccd光谱仪 | |
| CN203870023U (zh) | 一种内置空白的光纤光谱仪 | |
| CN1296700C (zh) | 矿物材料红外荧光分析法 | |
| CN209167125U (zh) | 一种多通道荧光检测光学系统 | |
| CN108051416A (zh) | 多项目上转换荧光检测方法及装置 | |
| CN113075175A (zh) | 一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置及分析方法 | |
| KR20170015959A (ko) | 전자동 휴대형 미세조류 검출 장치 |
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 |