[实用新型]光镊-拉曼光谱单粒子检测仪光学系统

说明书

本实用新型公开了光镊‑拉曼光谱单粒子检测仪光学系统，涉及光镊技术和拉曼光谱领域。本实用新型包括计算机，计算机电性连接有激光器单元、光耦合与操纵单元和显微镜，显微镜上固定连接有动态检测装置和光谱仪，激光器单元包括红外激光器和可见光激光器，光耦合与操纵单元包括光学平板，红外激光器和可见光激光器均固定安装在光学平板上，且电性连接计算机。本实用新型通过将“光镊”与“显微拉曼光谱”创造性地集成到一个光学系统中，增强了现有拉曼光谱仪系统的功能，实现了悬浮粒子的原位、无损单粒子拉曼光谱检测，达到了“1+1>2”效果。

技术领域

本实用新型属于光镊和显微拉曼光谱技术领域，特别是涉及光镊-拉曼光谱单粒子检测仪光学系统。

背景技术

现有商品化的显微拉曼光谱仪(sp)内设置有光谱探测器(P2)，且显微拉曼光谱仪(sp)只能测量固定的微小样品，对液态或气态中的悬浮粒子(如细胞、细菌、气溶胶)无法测量。这是因为拉曼光谱信号十分微弱的固有特性，所以拉曼光谱测量时需要长时间的激发采集，而对液态或气态中的单个悬浮粒子，譬如，生物培养液中的悬浮细胞(如，血细胞)，大气中悬浮颗粒物PM2.5 等无法原位测量，因为这些粒子在其天然状态下不停地做布朗运动，激光无法长时间对准激发。目前的做法是将细胞用微针吸住和将气溶胶粒子用薄膜过滤固定，但这都将破坏细胞或气溶胶粒子的原始状态，并且样品需要复杂的制备过程。特别是细胞如果用微针吸住将破坏细胞膜上的蛋白质的流动性，这将对细胞产生损伤，改变细胞的原始状态，所得的结果将不真实。特别是医学中的癌细胞具有典型的“异质性”，即每个细胞的基因都不完全相同，大量群体细胞的研究结果不能反映每个细胞的真实情况，单细胞拉曼光谱研究是当今精准医疗和个性化治疗的重要手段。由于上述原因，目前人们尚无法用拉曼光谱在单颗粒水平精确地原位、无损地研究这些悬浮粒子，严重限制了对生命科学和环境、材料等领域的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供光镊-拉曼光谱单粒子检测仪光学系统，本实用新型通过将“光镊”与“显微拉曼光谱”创造性地集成到一个光学系统中，增强了现有拉曼光谱仪系统的功能，实现了悬浮粒子的原位、无损单粒子拉曼光谱检测，达到了“1+1>2”效果。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为光镊-拉曼光谱单粒子检测仪光学系统，包括计算机，所述计算机电性连接有激光器单元、光耦合与操纵单元和显微镜，所述显微镜上固定连接有动态检测装置和光谱仪；

激光器单元包括红外激光器和可见光激光器；

所述光耦合与操纵单元包括光学平板，红外激光器和可见光激光器均固定安装在光学平板上，且电性连接计算机；

所述光学平板上固定安装有与可见光激光器相配合的第五平面反射镜，激光射入第五平面反射镜发生反射偏折，激光反射偏折光路上依次设有第一扩束镜、第二扩束镜、第一电动快门、第一二向色镜、耦合透镜和第一提升镜，激光射入第一提升镜发生反射偏折，反射偏折光路的板面上设有第二提升镜，激光射入第二提升镜发生反射偏折指向显微镜；

所述光学平板上固定安装有与红外激光器的激光光路上的板面上依次设有第三扩束镜、第四扩束镜、第二电动快门和第一平面反射镜，激光射入第一平面反射镜发生反射偏折，反射偏折光路的板面上固定安装有第五扩束镜、第六扩束镜和第二平面反射镜，激光射入第二平面反射镜发生反射偏折，反射偏折光路指向第一二向色镜发生反射偏折，射入耦合透镜；

所述显微镜上设有激光束入口，第二提升镜的光路指向激光束入口。

进一步地，所述显微镜包括本体，本体的上部设有照明灯，沿照明灯的竖直方向依次设有聚光镜、电动样品载物台、物镜、第三二向色镜、第四二向色镜和棱镜，本体的侧边设有动态检测装置和目镜，目镜的中轴线指向棱镜，本体的一侧边上设有激光束入口，激光束入口内固定安装有第二二向色镜，激光射入第二二向色镜发生反射偏折，反射偏折光路上设有管镜，管镜处于第三二向色镜和第二二向色镜之间；