CN113495056A - 活体细胞显微光学成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活体细胞显微光学成像系统，属于体细胞培养、观察及检测设备技术领域。活体细胞显微光学成像系统包括样品载物台装置、显微光学成像装置、第一线性运动装置、第二线性运动装置、第三线性运动装置及工作台装置。本发明通过第一线性运动装置驱动显微光学成像装置移动、通过第三线性运动装置驱动样品载物台装置移动，及通过第二线性运动装置驱动显微光学成像装置以调整成像的清晰度，从而实现了以非接触的方式对活体细胞样品的各个区域进行成像及调整成像的清晰度，同时缩减了活体细胞显微光学成像系统的体积。

Description

活体细胞显微光学成像系统
技术领域
本发明涉及活体细胞培养、观察及检测设备技术领域，尤其涉及一种活体细胞显微光学成像系统。
背景技术
生物显微技术供医疗卫生单位、高等院校及研究所用于微生物、细胞、细菌、组织培养、悬浮体、沉淀物的观察，可连续观察细胞、细菌等在培养液中繁殖分裂的过程。生物显微技术在细胞学、寄生虫学、肿瘤学、免疫学、遗传工程学、工业微生物学、植物学等领域中应用广泛。
活体细胞显微光学成像系统应用生物显微技术采集信息和定时拍摄，用于全程实时自动跟踪和监控细胞的生长状态，用一种非侵入式的方法，实时记录活体细胞的生长状态，并在成像的同时进行定性和定量分析。活体细胞显微光学成像系统的应用范围广泛，例如生物学和医学等领域中的组织培养、细胞离体培养、肿瘤细胞药物筛选、干细胞研究。
现有的活体细胞显微光学成像系统存在两种结构，其一是样品载物台装置和显微光学成像装置均固定，如要拍摄活体细胞样品的不同区域或调整清晰度，则需要手动调整样品载物台装置；其二是样品载物台装置在部分方向上为移动式，而显微光学成像装置固定，如要拍摄活体细胞样品的不同区域或调整清晰度，则移动样品载物台装置位置，但是样品载物台装置移动过程中占用较大空间，活体细胞显微光学成像系统需要预留出对应的空间，从而导致活体细胞显微光学成像系统的系统体积大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，而提供一种非接触式、占用空间小的活体细胞显微光学成像系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种活体细胞显微光学成像系统，其特点在于，包括：
样品载物台装置；
显微光学成像装置，用于对所述样品载物台装置内的活体细胞样品光学成像；
第一线性运动装置，用于驱动所述显微光学成像装置左右移动；
第二线性运动装置，用于驱动所述显微光学成像装置上下移动；
第三线性运动装置，用于驱动所述样品载物台装置前后移动；以及，
工作台装置，所述样品载物台装置、所述显微光学成像装置、所述第一线性运动装置、所述第二线性运动装置及所述第三线性运动装置均设于所述工作台装置。
优选地，所述显微光学成像装置包括可见光光学部件、荧光光学部件、物镜及相机部件；所述可见光光学部件设于所述样品载物台装置上方，所述荧光光学部件、所述物镜及所述相机部件均设于所述样品载物台装置下方；
所述第一线性运动装置包括联动设置的上运动机构和下运动机构，所述上运动机构用于驱动所述可见光光学部件，所述下运动机构用于驱动位于所述荧光光学部件、所述物镜及所述相机部件；
所述第二线性运动装置用于驱动所述物镜上下移动。
优选地，所述上运动机构包括设于所述工作台装置的第一丝杆电机，用于驱动所述可见光光学部件；所述下运动机构包括设于所述工作台装置的第二丝杆电机，用于驱动所述荧光光学部件、所述相机部件及所述物镜；所述第一丝杆电机和所述第二丝杆电机联动设置。
优选地，所述第一线性运动装置还包括均设于所述工作台装置的上导向机构和下导向机构；所述可见光光学部件通过所述上导向机构滑设于所述工作台装置；所述荧光光学部件、所述相机部件及所述物镜共同通过所述下导向机构滑设于所述工作台装置。
优选地，所述第一线性运动装置还包括支架；所述荧光光学部件、所述相机部件及所述物镜可拆卸地设于所述支架，所述支架的前端和后端分别通过所述下导向机构滑设于所述工作台装置；所述下运动机构驱动所述支架左右移动。
优选地，所述上导向机构和所述下导向机构均包括：
导轨，设于所述工作台装置；和，
与所述导轨一一对应滑设的滑块，所述滑块连接所述可见光光学部件或者所述支架。
优选地，所述第二线性装置包括设于所述工作台装置的第三丝杆电机，所述第三丝杆电机驱动所述物镜上下移动；所述第一线性运动装置还用于驱动所述第三丝杆电机左右移动。
优选地，所述第三线性运动装置包括设于所述工作台装置的第四丝杆电机，所述第四丝杆电机驱动所述样品载物台装置前后移动。
优选地，所述可见光光学部件产生的可见光照射所述样品载物台装置，其中透过活体细胞样品的可见光经所述物镜入射所述相机部件；所述荧光光学部件激发活体细胞样品产生生物学荧光，生物学荧光经所述物镜入射所述相机部件；其中：
所述可见光光学部件、所述荧光光学部件、所述物镜及所述相机部件均为一件；或者，
所述可见光光学部件、所述物镜及所述相机部件均为一件，所述荧光光学部件为若干件。
优选地，所述可见光光学部件包括可见光光源、第一反射镜及第一聚光透镜，所述可见光光源产生的可见光依次经所述第一反射镜和所述第一聚光透镜作用后照射所述样品载物台装置。
优选地，所述可见光光源为明场光源；或，
所述可见光光源为相差光源，所述可见光光学部件还包括设于所述相差光源和所述第一反射镜之间的相差环。
优选地，所述荧光光学部件包括一个荧光光源；或者
所述荧光光学部件包括若干荧光光源，各所述荧光光源用于产生不同颜色的激发光，荧光成像时，至少一个荧光光源运行。
优选地，所述光学部件包括三个所述荧光光源，分别为第一荧光光源、第二荧光光源及第三荧光光源；所述活体细胞显微光学成像系统还包括第一二向分色镜、第二二向分色镜、第三二向分色镜及第一滤波件；
所述第一荧光光源的激发光依次穿过所述第一二向分色镜、所述第二二向分色镜及所述第一滤波件后被所述第三二向分色镜反射入所述物镜；
所述第二荧光光源的激发光被所述第一二向分色镜反射后依次穿过所述第二二向分色镜和所述第一滤波件，然后经所述第三二向分色镜反射入所述物镜；
所述第三荧光光源的激发光被所述第二二向分色镜反射后穿过所述第一滤波件，然后被所述第三二向分色镜反射入所述物镜。
优选地，所述相机部件包括第二反射镜、第二聚光透镜、第二滤波件及相机；
所述活体细胞样品被激发出的生物学荧光或透过所述活体细胞样品的可见光依次经所述物镜、所述第二反射镜、所述第二滤波件及所述第二聚光透镜作用后入射所述相机。
优选地，所述活体细胞显微光学成像系统还包括下壳体和上壳体；所述荧光光学部件、所述物镜、所述相机部件、所述下运动机构、所述第二线性运动装置及所述第三线性运动装置容置于所述下壳体内，所述工作台装置盖合于所述下壳体的上开口处；所述可见光光学部件和所述上运动机构容置于所述上壳体内，所述上壳体的下端固接于所述工作台装置。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明中，通过第一线性运动装置驱动显微光学成像装置移动、通过第三线性运动装置驱动样品载物台装置移动，及通过第二线性运动装置驱动显微光学成像装置以调整成像的清晰度，从而实现了以非接触的方式对不同区域的活体细胞样品进行成像及调整成像的清晰度，同时缩减了活体细胞显微光学成像系统的体积。
附图说明
图1为本发明一实施例的活体细胞显微光学成像系统的第一示意图；
图2为本发明一实施例的活体细胞显微光学成像系统的第二示意图；
图3为本发明一实施例的活体细胞显微光学成像系统的第三示意图；
图4为本发明一实施例的活体细胞显微光学成像系统的第四示意图；
图5为本发明一实施例的活体细胞显微光学成像系统的光路图；
图6为本发明一实施例的活体细胞显微光学成像系统的第五示意图。
附图标记说明：
样品载物台装置 1
显微光学成像装置 2
可见光光学部件 21
可见光光源 211
第一反射镜 212
第一聚光透镜 213
相差环 214
荧光光学部件 22
第一荧光光源 221
第二荧光光源 222
第三荧光光源 223
第一二向分色镜 224
第二二向分色镜 225
第三二向分色镜 226
第一滤波件 227
物镜 23
相机部件 24
第二反射镜 241
第二聚光透镜 242
第二滤波件 243
相机 244
第一线性运动装置 3
上运动机构 31
第一丝杆电机 311
下运动机构 32
上导向机构 33
下导向机构 34
支架 35
第二丝杆电机 321
第二线性运动装置 4
第三丝杆电机 41
第三线性运动装置 5
第四丝杆电机 51
工作台装置 6
工作平台件 61
观察孔 611
上安装架 62
壳体 7
上壳体 71
下壳体 72
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。
下述任意实施例中涉及的前、后、左、右、上、下均位于同一坐标系中，其中，如图1箭头所示方向为左。
请参阅图1，本发明实施例提供一种活体细胞显微光学成像系统，用于拍摄活体细胞，拍摄获取的信息至少能够用于观察、检测、追踪活体细胞样品，拍摄获取的信息可传输至电子终端，例如手机和电脑。
本发明实施例的活体细胞显微光学成像系统包括样品载物台装置1、显微光学成像装置2、第一线性运动装置3、第二线性运动装置4、第三线性运动装置5及工作台装置6。
其中，样品载物台装置1用于直接或间接地承载活体细胞样品；样品载物台装置1连接于工作台装置6，并能够相对于工作台装置6前后移动。
显微光学成像装置2可相对于工作台装置6左右移动；显微光学成像装置2用于对样品载物台装置1内的活体细胞样品进行光学成像。
第一线性运动装置3设置于工作台装置6，第一线性运动装置3的输出端输出线性往复运动，该输出端连接显微光学成像装置2，驱动显微光学成像装置2左右移动，从而调整其与样品载物台装置1在左右方向上的相对位置关系，进而对左右方向上不同区域的活体细胞样品进行光学成像。在左右方向上，显微光学成像装置2占用的空间小于样品载物台装置1所占用的空间，通过调整显微光学成像装置2来观察不同区域的活体细胞样品所占用的空间更小，从而缩减了活体细胞显微光学成像系统所需的总体空间。
第二线性运动装置4设置于工作台装置6上，第二线性运动装置4的输出端输出线性往复运动，该输出端连接显微光学成像装置2，驱动显微光学成像装置2上下移动，从而调整显微光学成像装置2与样品载物台装置1在上下方向上的相对位置关系，进而调整成像的清晰度。
第三线性运动装置5设置于工作台装置6上，第三线性运动装置5的输出端输出线性往复运动，该输出端连接样品载物台装置1，驱动样品载物台装置1前后移动，从而调整样品载物台装置1与显微光学成像装置2在前后方向的相对位置关系，进而对前后方向上的不同区域的活体细胞样品进行光学成像。
工作台装置6将样品载物台装置1、显微光学成像装置2、第一线性运动装置3、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5集成在一起，提高了活体细胞显微光学成像系统的紧凑性。
结合上述可知，本发明实施例的活体细胞显微光学成像系统至少实现了如下效果：
第一，通过第一线性运动装置3驱动显微光学成像装置2移动，及通过第三线性运动装置5驱动样品载物台装置1移动，实现了以非接触的方式在前后方向和左右方向的各个区域对活体细胞样品进行成像的效果；
第二，进一步通过第二线性运动装置4驱动显微光学成像装置2上下移动以调整成像的清晰度，从而在使用活体细胞显微光学成像系统时进一步减少了操作者与样品载物台装置1及显微光学成像装置2的接触操作，换言之，基于第二线性运动装置4与显微光学成像装置2的构造关系进一步提高了活体细胞显微光学成像系统的自动化程度，降低了操作者与系统的接触程度；
第三，通过第一线性运动装置3、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5调节样品载物台装置1与显微光学成像装置2的相对位置关系，提高了系统的控制精度；
第四，在调整样品载物台装置1和显微光学成像装置2的相对位置关系时，左右方向和上下方向经由调整显微光学成像装置2实现，前后方向经由调整样品载物台装置1实现，而不必将左右方向、上下方向及前后方向的调整均集中在样品载物台装置1或显微光学成像装置2，从而第一线性运动装置3、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5的位置根据样品载物台装置1和显微光学成像装置2的位置分散设置，优化了工作台装置6的受力，提高了活体细胞显微光学成像系统的寿命、并减小了活体细胞显微光学成像系统的体积。
活体细胞显微光学成像系统还包括控制装置(图中未示意)，第一线性运动装置3、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5均通过该控制装置进行控制。该控制装置可包括微处理器、中央处理器及微控制器的任一种。
请参阅图2-3，显微光学成像装置2包括可见光光学部件21、荧光光学部件22、物镜23及相机部件24；可见光光学部件21设于样品载物台装置1上方，荧光光学部件22、物镜23及相机部件24均设于样品载物台装置1的下方；第一线性运动装置3包括联动设置的上运动机构31和下运动机构32，上运动机构31用于驱动可见光光学部件21，下运动机构32用于驱动荧光光学部件22、物镜23及相机部件24。
其中，可见光光学部件21用于产生可见光并从上方将可见光照射于样品载物台装置1上，部分可见光被活体细胞样品挡住，而部分可见光未被活体细胞样品挡住并透过活体细胞样品后经物镜23到达相机部件24。优选可见光光学部件21位于样品载物台装置1的正上方，以便于可见光光束垂直入射样品载物台装置1。
荧光光学部件22用于产生激发光并从下方将激发光照射于样品载物台装置1上，活体细胞样品被激发而产生生物学荧光，该生物学荧光经物镜23后到达相机部件24。
物镜23相对于可见光光学部件21和荧光光学部件22独立设置，第二线性运动装置4只需要驱动物镜23上下移动即可调节成像的清晰度，相对于通过调整样品载物台装置1和通过调节整个显微光学成像装置2来调整清晰度更加节省空间，从而减小了活体细胞显微光学成像系统的总体积。诚然，在其他的示例中，作为可替代的方案，第二线性运动装置4不单独驱动物镜23上下移动，而是驱动整个显微光学成像装置2上下移动，以实现调整清晰度的效果，也在本发明的保护范围之内。
相机部件24用于接收可见光或生物学荧光进行成像。相机部件24可通过控制装置将拍摄获取的信息传输至电子终端，或直接将信息传输至电子终端。
在使用时，可见光光学部件21和荧光光学部件22择一使用，当采用可见光光学部件21进行成像时，可见光光学部件21、物镜23及相机部件24工作，透过活体细胞样品的可见光经物镜23入射相机部件24；当采用荧光光学部件22进行成像时，荧光光学部件22、物镜23及相机部件24工作，活体细胞样品产生的生物学荧光经物镜23入射相机部件24。换言之，本发明实施例的活体细胞显微光学成像系统集成了可见光成像和荧光成像两种成像功能，且两种成像功能共用物镜23和相机部件24，从而在兼具两种成像功能的基础上减小了系统体积。
从上述可知，一方面，荧光光学部件22从样品载物台装置1的下方向进行照射，另一方面，透过活体细胞样品的可见光和生物学荧光需要入射位于样品载物台装置1下方的物镜23后到达相机部件24，因此，在工作台装置6上设有观察孔611用以实现前述两方面的效果；观察孔611位于样品载物台装置1的正下方，物镜23位于观察孔611的正下方，可见光和生物学荧光穿过观察孔611后进入物镜23。
上运动机构31输出线性往复运动，上运动机构31设于样品载物台装置1的上方，以便与可见光光学部件21紧凑连接，从而节省活体细胞显微光学成像系统所占空间。
下运动机构32输出线性往复运动，下运动机构32设于样品载物台装置1的下方，以便与荧光光学部件22、物镜23及相机部件24紧凑连接，从而节省活体细胞显微光学成像系统所占空间。
上运动机构31和下运动机构32联动设置，该处的联动设置理解为两者同步启停，并在开启时，两者同步输出同样的方向和位移量。上运动机构31和下运动机构32经由控制装置进行控制。
由上述可知，本发明的示例中，显微光学成像装置2具有可见光成像和荧光成像的成像方式，并且在空间上将可见光光学部件21和荧光光学部件22分设在了样品载物台装置1的上方和下方，从而两种成像方式的光路互不影响。通过将第一线性运动装置3分解成上运动机构31和下运动机构32，以对显微光学成像装置2的不同部分分别控制，从而优化了第一线性运动装置3和显微光学成像装置2的物理结构的布置，使得活体细胞显微光学成像系统更为紧凑，也优化了工作台装置6的受力情况。
请继续参阅图1-3，优选工作台装置6包括工作平台件61和上安装架62。优选样品载物台装置1凸设于工作平台件61上；荧光光学部件22、物镜23、相机部件24、下运动机构32、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5均设于工作平台件61的下方。上安装架62的下部固接于工作平台件61上；可见光光学部件21和上运动机构31设于上安装架62的上部。
请继续参阅图2-3，上运动机构31包括设于工作台装置6上的第一丝杆电机311，第一丝杆电机311用于驱动可见光光学部件21；下运动机构32包括设于工作台装置6上的第二丝杆电机321，第二丝杆电机321用于驱动荧光光学部件22、相机部件24及物镜23；第一丝杆电机311和第二丝杆电机321联动设置。
其中，第一丝杆电机311安装于工作台装置6的上部，优选设于上安装架62的上部。第一丝杆电机311输出左右方向的线性往复运动，以便驱动可见光光源211。第一丝杆电机311优选为步进电机。诚然，在其他的示例中，作为可替代的手段，上运动机构31可通过其他线性运动机构输出左右方向的运动，例如基于气缸、液压缸、电缸或凸轮机构的线性运动机构。
第二丝杆电机321安装于工作台装置6的下方，优选设于工作平台件61上。第二丝杆电机321输出左右方向的线性往复运动，以便驱动荧光光学部件22、相机部件24及物镜23。第二丝杆电机321优选为步进电机。诚然，在其他的示例中，作为可替代的手段，下运动机构32可通过其他线性运动机构输出左右方向的运动，例如基于气缸、液压缸、电缸或凸轮机构的线性运动机构。
第一丝杆电机311和第二丝杆电机321采用联动设置方式，两者的启停及输出的方向和位移量经由控制装置进行控制。
请继续参阅图2-3，第一线性运动装置3还包括均设于工作台装置6的上导向机构33和下导向机构34；可见光光学部件21通过上导向机构33与工作台装置6滑动连接；荧光光学部件22、相机部件24及物镜23共同通过下导向机构34与工作台装置6滑动连接。
其中，上导向机构33用于为可见光光学部件21进行导向，从而提高了可见光光学部件21运行时的稳定性及精准性。优选上导向机构33设于上安装架62的上部，以便与可见光光学部件21紧凑连接。
下导向机构34用于为荧光光学部件22、相机部件24及物镜23进行导向，从而提高了荧光光学部件22、相机部件24及物镜23运行时的稳定性和精准性。优选下导向机构34设于工作平台件61上，以便提升系统的紧凑性。
请参阅图3-4，第一线性运动装置3还包括支架35；荧光光学部件22、相机部件24及物镜23可拆卸地设于支架35上，支架35的前端和后端通过下导向机构34滑设于工作台装置6；下运动机构32的输出端连接支架35。
其中，通过支架35将荧光光学部件22、相机部件24及物镜23集成在一起，提高了结构的紧凑性。通过下运动机构32驱动支架35而使荧光光学部件22、相机部件24及物镜23左右移动，从而使荧光光学部件22、相机部件24及物镜23相对于样品载物台装置1的位置关系同步调整，提高了活体细胞显微光学成像系统的精度。通过使支架35的前端和后端均与下导向机构34滑动连接，进一步提高了荧光光学部件22、相机部件24及物镜23运行时的稳定性和精准性。
上导向机构33和下导向机构34均包括导轨和滑块；该些导轨和该些滑块一一对应设置；导轨安装于工作台装置6上，滑块滑设于导轨上，滑块连接荧光光学部件22或支架35。
请参阅图1、3、4，第二线性装置包括设于工作台装置6上的第三丝杆电机41，第三丝杆电机41驱动物镜23上下移动，第一线性运动装置3还用于驱动第三丝杆电机41左右移动。
其中，第三丝杆电机41输出上下方向的线性往复运动，其输出端连接物镜23。优选第三丝杆电机41通过支架35间接地安装于工作平台件61上，当下运动机构32驱动支架35左右移动时，支架35、荧光光学部件22、相机部件24、物镜23及第三丝杆电机41同步移动。
请参阅图1，第三线性运动装置5包括设于工作台装置6的第四丝杆电机51，该第四丝杆电机51驱动样品载物台装置1前后移动。
其中，第四丝杆电机51输出前后方向的线性往复运动，第四丝杆电机51的输出端连接样品载物台装置1；为连接样品载物台装置1，其优选手段是在工作台装置6上设置通孔，第四丝杆电机51的输出端穿设该通孔连接样品载物平台装置，运动过程中，第四丝杆电机51的输出端在该通孔里前后移动。
诚然，第三线性运动装置5还可包括前后向导向机构(图中未示意)，样品载物台装置1通过该前后向导向机构与工作台装置6滑动连接，以提高样品载物台装置1运动时的稳定性和精准性。前后向导向机构包括一一对应设置的导轨和滑块，优选该导轨安装于工作平台件61上，该滑块与样品载物台装置1连接，该滑块与该导轨滑动连接。
上述对第一线性运动装置3、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5，及各线性运动装置与显微光学成像装置2、工作台装置6和样品载物台装置1之间的构造关系进行了详细说明，其中，在一定程度上也涉及了对显微光学成像装置2和工作台装置6的说明，下述进一步深入阐述显微光学成像装置2和工作台装置6。
显微光学成像装置2中，可见光光学部件21产生的可见光照射样品载物台装置1，透过活体细胞样品的可见光经过物镜23入射相机部件24；荧光光学部件22激发活体细胞样品产生生物学荧光，生物学荧光经物镜23入射相机部件24；其中：
在一个示例中，如图4-5所示，可见光光学部件21、荧光光学部件22、物镜23及相机部件24均为一件。
而在另一个示例中，作为可替代的手段，可见光光学部件21、物镜23及相机部件24均为一件，荧光光学部件22为若干件；优选各荧光光学部件22可绕物镜的周向间隔均布，以优化工作台装置6的受力。本实施例中，若干荧光光学部件22和可见光光学部件21共用一个物镜23，在提高了系统的处理能力的同时提高了系统的紧凑性。
请参阅图4-5，可见光光学部件21包括可见光光源211、第一反射镜212及第一聚光透镜213，可见光光源211产生的光依次经第一反射镜212和第一聚光透镜213作用后照射样品载物台装置1内的活体细胞样品。
其中，优选可见光光源211位于样品载物台装置1的正上方。优选第一反射镜212和第一聚光透镜213位于活体细胞样品的正上方。
进一步的，在一个示例中，可见光光源211可以为明场光源，明场光源产生的白光经反射镜反射入第一聚光透镜213后进一步照射在活体细胞样品上。透过活体细胞样品的可见光经物镜23作用后进入相机部件24进行成像。
如图4-5，在另一个示例中，作为可替换的手段，可见光光源211为相差光源，可见光光学部件21还包括位于相差光源和第一反射镜212之间的相差环214，相差光源产生的可见光依次经相差环214作用、第一反射镜212反射和第一聚光透镜213约束后照射在活体细胞样品上。透过活体细胞样品的可见光经物镜23作用后进入相机部件24进行成像。需要说明的是，图5中以含箭头的实线表示可见光传播至样品载物台装置1的路径，实际上，该些实线是不存在的。
荧光光学部件22包括至少一个荧光光源，荧光光源产生的激发光穿过物镜23后照射样品载物台装置1的底部，从而激发活体细胞样品产生生物学荧光。
在一个示例中，荧光光学部件22中设置一个荧光光源。
而在另一个示例中，作为可替代的手段，荧光光学部件22中设置有若干荧光光源，各荧光光源用于产生不同颜色的激发光，每个荧光光源可独立使用，各荧光光源的亮度独立可调。同一时段内，可仅使用其中一个荧光光源，也可同时使用多个荧光光源；当样品载物台装置1中具有多种活体细胞样品，且要求各活体细胞样品被激发出不同波段(或颜色)的生物学荧光时，则多个荧光光源同时工作，并优选每种活体细胞样品对应一个荧光光源。
请参阅图4-5，荧光光学部件22具有3个荧光光源，分别是第一荧光光源221、第二荧光光源222及第三荧光光源223。荧光光学部件22还包括第一二向分色镜224、第二二向分色镜225、第三二向分色镜226及第一滤波件227。第一荧光光源221的激发光依次穿过第一二向分色镜224、第二二向分色镜225及第一滤波件227后被第三二向分色镜226反射入物镜23中。第二荧光光源222的激发光被第一二向分色镜224反射后依次穿过第二二向分色镜225和第一滤波件227，然后经第三二向分色镜226反射入物镜23。第三荧光光源223的激发光被第二二向分色镜225反射后穿过第一滤波件227，然后被第三二向分色镜226反射入物镜23。
其中，第一荧光光源221、第二荧光光源222和第三荧光光源223产生的激发光的波长范围(或颜色)各不相同，相应的，活体细胞样品被不同激发光所激发产生的生物学荧光的波长范围(或颜色)也各不相同。
其中，第三二向分色镜226用于将激发光反射入物镜23中；第二二向分色镜225用于将第三荧光光源223的激发光反射入第三二向分色镜226，还用于使第一荧光光源221和第二荧光光源222的激发光通过；第一二向分色镜224用于将第二荧光光源222的激发光反射入第三二向分色镜226，还用于使第一荧光光源221的激发光通过。
另，第一滤波件227优选为三波段带通滤波片。
图4-5给出了荧光光学部件22的一种结构，其中，第一二向分色镜224、第二二向分色镜225、第一滤波件227及第三二向分色镜226在前后方向上顺次设置，第三二向分色镜226位于物镜23的正下方，第三二向分色镜226倾斜设置，以将水平方向入射的激发光反射成竖直的光线；第二二向分色镜225和第一二向分色镜224的倾斜方向与第三二向分色镜226的倾斜方向相反，第二二向分色镜225将第三荧光光源223发射的竖直的激发光反射成水平的光线并向第三二向分色镜226侧传播，第一二向分色镜224将第二荧光光源222的竖置的激发光反射成水平的光线并向第三二向分色镜226侧传播。
相应的，第三荧光光源223位于第二二向分色镜225的正上方；第二荧光光源222位于第一二向分色镜224的正上方；第一荧光光源221位于靠近第一二向分色镜224的一侧，并用于产生水平的激发光。需要说明的是，图5中以含箭头的虚线表示了三种激发光对应的三条传播路径，但是这些虚线实际是不存在的。
请继续参阅图4-5，相机部件24包括第二反射镜241、第二聚光透镜242、第二滤波件243及相机244；活体细胞样品被激发出的生物学荧光或透过活体细胞样品的可见光依次经物镜23、第二反射镜241、第二滤波件243及第二聚光透镜242作用后入射相机244。
其中，第二反射镜241设于物镜23的正下方，具体位于第三二向分色镜226的正下方，可见光或者生物学荧光穿过第三二向分色镜226后入射第二反光镜。第二滤波件243优选为三波段带通滤波片。需要说明的是，图5中以含箭头的实线表示了光线(包括生物学荧光和可见光)的传播路径，但是该些实线实际是不存在的。
上述结合附图对本发明的活体细胞显微光学成像系统的样品载物台装置1、显微光学成像装置2、第一线性运动装置3、第二线性运动装置4、第三线性运动装置5及工作台装置6这六个部分各自的构造及相互之间的协作关系进行了详细说明，而在一示例中，活体细胞显微光学成像系统还包括壳体7，用于容置活体细胞显微光学成像系统的部分装置，从而使其以较为美观的外形体现。
请参阅图6，该壳体7具体为上壳体71和下壳体72，荧光光学部件22、物镜23、相机部件24、下运动机构32、第二线性运动装置4及第三线性运动装置5容置于下壳体72内，工作平台件61的下表面盖合于下壳体72的上开口处。可见光光学部件21和上运动机构31容置于上壳体71内，上安装架62也容置于上壳体71内，上壳体71的下开口处固接于工作平台件61的上表面。
其中，上壳体71的与可见光光学部件21对应的位置设有敞开式窗口或者具有透明挡板的封闭式窗口，从而可见光光学部件21产生的可见光透过窗口照射活体细胞样品。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，包括：
样品载物台装置；
显微光学成像装置，用于对所述样品载物台装置内的活体细胞样品光学成像；
第一线性运动装置，用于驱动所述显微光学成像装置左右移动；
第二线性运动装置，用于驱动所述显微光学成像装置上下移动；
第三线性运动装置，用于驱动所述样品载物台装置前后移动；以及，
工作台装置，所述样品载物台装置、所述显微光学成像装置、所述第一线性运动装置、所述第二线性运动装置及所述第三线性运动装置均设于所述工作台装置。
2.如权利要求1所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述显微光学成像装置包括可见光光学部件、荧光光学部件、物镜及相机部件；所述可见光光学部件设于所述样品载物台装置上方，所述荧光光学部件、所述物镜及所述相机部件均设于所述样品载物台装置下方；
所述第一线性运动装置包括联动设置的上运动机构和下运动机构，所述上运动机构用于驱动所述可见光光学部件，所述下运动机构用于驱动位于所述荧光光学部件、所述物镜及所述相机部件；
所述第二线性运动装置用于驱动所述物镜上下移动。
3.如权利要求2所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述上运动机构包括设于所述工作台装置的第一丝杆电机，用于驱动所述可见光光学部件；所述下运动机构包括设于所述工作台装置的第二丝杆电机，用于驱动所述荧光光学部件、所述相机部件及所述物镜；所述第一丝杆电机和所述第二丝杆电机联动设置。
4.如权利要求3所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述第一线性运动装置还包括均设于所述工作台装置的上导向机构和下导向机构；所述可见光光学部件通过所述上导向机构滑设于所述工作台装置；所述荧光光学部件、所述相机部件及所述物镜共同通过所述下导向机构滑设于所述工作台装置。
5.如权利要求4所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述第一线性运动装置还包括支架；所述荧光光学部件、所述相机部件及所述物镜可拆卸地设于所述支架，所述支架的前端和后端分别通过所述下导向机构滑设于所述工作台装置；所述下运动机构驱动所述支架左右移动。
6.如权利要求5所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述上导向机构和所述下导向机构均包括：
导轨，设于所述工作台装置；和，
与所述导轨一一对应滑设的滑块，所述滑块连接所述可见光光学部件或者所述支架。
7.如权利要求2所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述第二线性装置包括设于所述工作台装置的第三丝杆电机，所述第三丝杆电机驱动所述物镜上下移动；所述第一线性运动装置还用于驱动所述第三丝杆电机左右移动。
8.如权利要求2所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述第三线性运动装置包括设于所述工作台装置的第四丝杆电机，所述第四丝杆电机驱动所述样品载物台装置前后移动。
9.如权利要求2-8任一项所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述可见光光学部件产生的可见光照射所述样品载物台装置，其中透过活体细胞样品的可见光经所述物镜入射所述相机部件；所述荧光光学部件激发活体细胞样品产生生物学荧光，生物学荧光经所述物镜入射所述相机部件；其中：
所述可见光光学部件、所述荧光光学部件、所述物镜及所述相机部件均为一件；或者，
所述可见光光学部件、所述物镜及所述相机部件均为一件，所述荧光光学部件为若干件。
10.如权利要求2-8任一项所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述可见光光学部件包括可见光光源、第一反射镜及第一聚光透镜，所述可见光光源产生的可见光依次经所述第一反射镜和所述第一聚光透镜作用后照射所述样品载物台装置。
11.如权利要求10所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述可见光光源为明场光源；或，
所述可见光光源为相差光源，所述可见光光学部件还包括设于所述相差光源和所述第一反射镜之间的相差环。
12.如权利要求2-8任一项所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于：
所述荧光光学部件包括一个荧光光源；或者
所述荧光光学部件包括若干荧光光源，各所述荧光光源用于产生不同颜色的激发光，荧光成像时，至少一个荧光光源运行。
13.如权利要求12所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述光学部件包括三个所述荧光光源，分别为第一荧光光源、第二荧光光源及第三荧光光源；所述活体细胞显微光学成像系统还包括第一二向分色镜、第二二向分色镜、第三二向分色镜及第一滤波件；
所述第一荧光光源的激发光依次穿过所述第一二向分色镜、所述第二二向分色镜及所述第一滤波件后被所述第三二向分色镜反射入所述物镜；
所述第二荧光光源的激发光被所述第一二向分色镜反射后依次穿过所述第二二向分色镜和所述第一滤波件，然后经所述第三二向分色镜反射入所述物镜；
所述第三荧光光源的激发光被所述第二二向分色镜反射后穿过所述第一滤波件，然后被所述第三二向分色镜反射入所述物镜。
14.如权利要求2-8任一项所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述相机部件包括第二反射镜、第二聚光透镜、第二滤波件及相机；
所述活体细胞样品被激发出的生物学荧光或透过所述活体细胞样品的可见光依次经所述物镜、所述第二反射镜、所述第二滤波件及所述第二聚光透镜作用后入射所述相机。
15.如权利要求2-8任一项所述的活体细胞显微光学成像系统，其特征在于，所述活体细胞显微光学成像系统还包括下壳体和上壳体；所述荧光光学部件、所述物镜、所述相机部件、所述下运动机构、所述第二线性运动装置及所述第三线性运动装置容置于所述下壳体内，所述工作台装置盖合于所述下壳体的上开口处；所述可见光光学部件和所述上运动机构容置于所述上壳体内，所述上壳体的下端固接于所述工作台装置。
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