[发明专利]基于光纤数字同轴全息显微的细胞活性检测装置及方法

说明书

本发明提出一种基于光纤数字同轴全息显微的细胞活性检测装置及方法，涉及细胞检测技术领域，该装置包括激光光源发射单元、图像采集单元、载物台和计算机，其中，所述载物台上端平面设置有用于放置细胞液的透明载物窗口，激光光源发射单元设置于载物窗口下端，图像采集单元设置于载物窗口上端，图像采集单元的输出端连接计算机的输入端；本发明根据细胞及其环境介质对光具有不同折射率，通过细胞的光相对于通过环境介质的光在相位上会发生变化，确定细胞液全息图，通过傅里叶变换法重建反演细胞截面图像，利用反正切运算得到细胞真实相位图；根据细胞相位差与折射率差之间的比例关系确定细胞活性；实现对生物细胞的非侵入、无损伤的定量成像。

技术领域

本发明涉及细胞检测技术领域，尤其涉及一种基于光纤数字同轴全息显微的细胞活性检测装置及方法。

背景技术

现阶段对生物细胞的研究主要包括对细胞的大小分布、形体特征、细胞内外生物物质分布以及细胞动力学行为的研究。但大部分生物细胞本身无色透明，采用普通光学显微技术难以实现细胞的清晰成像，为克服这一困难，常用染色技术改变细胞的颜色和亮度，但这会对细胞造成损伤，影响细胞性能及动力学行为。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于光纤数字同轴全息显微的细胞活性检测装置及方法，旨在实现对生物细胞的非侵入、无损伤的定量成像。

为了实现上述目的，本发明提出一种基于光纤数字同轴全息显微的细胞活性检测装置，该装置包括激光光源发射单元、图像采集单元、载物台和计算机，其中，所述载物台上端平面设置有用于放置细胞液的透明载物窗口，激光光源发射单元设置于载物窗口下端，图像采集单元设置于载物窗口上端，图像采集单元的输出端连接计算机的输入端。

优选地，所述的激光光源发射单元，包括：激光光源和单模光纤，激光光源发射激光，激光通过单模光纤传输至载物台的透明载物窗口。

优选地，所述的图像采集单元采用图像传感器，图像传感器采集细胞液全息图发送至计算机中。

优选地，所述的激光通过单模光纤传输至载物台的透明载物窗口，具体为：激光通过单模光纤照射透明载物窗口的细胞液，形成细胞液全息图。

优选地，所述的图像传感器采集细胞液全息图发送至计算机中，具体为：图像传感器采集全息图，将全息图的光强进行记录并输入计算机中。

优选地，所述的计算机，通过傅里叶变换法重建反演细胞截面图像，利用反正切运算得到细胞真实相位图，根据细胞相位差与折射率差之间的比例关系确定细胞活性。

采用基于光纤数字同轴全息显微的细胞活性检测装置进行的检测方法，包括如下步骤：

启动激光光源，激光通过单模光纤照射透明载物窗口的细胞液，获得细胞液全息图；

图像传感器采集细胞液全息图发送至计算机中；

计算机通过傅里叶变换法重建反演细胞截面图像；

计算机利用反正切运算得到细胞真实相位图；

计算机根据细胞相位差与折射率差之间的比例关系确定细胞活性。

优选地，所述的计算机利用反正切运算得到细胞真实相位图，具体为：对细胞光波进行反正切运算，获得包裹相位，利用解包裹相位得到细胞真实相位图。

优选地，所述的计算机根据细胞相位差与折射率差之间的比例关系确定细胞活性，具体为：细胞折射率越低，细胞活性越低。