[发明专利]一种肿瘤细胞纳米级量子三维热成像系统

说明书

一种肿瘤细胞纳米级量子三维热成像系统，包括和控制器的输出连接的纳米定位平台,纳米定位平台上放置有肿瘤细胞样品，样品的上方设有激发光源和显微镜物镜，显微镜物镜的输出通过滤光片和分光镜连接，光线被分光镜分为反射光和透射光；反射光通过管镜和光谱仪的输入连接，光谱仪的输出和工作站的第一输入连接，管镜和光谱仪组成量子测温光路；透射光通过第一凸透镜、相位调制片、第二凸透镜和EMCCD探测器的输入连接，EMCCD探测器的输出和工作站的第二输入连接，第一凸透镜、相位调制片、第二凸透镜和EMCCD探测器组成三维定位光路，工作站的输出和显示器的输入连接；本发明实现快速、无损地对肿瘤细胞内温度场的实时探测，获得肿瘤细胞的三维温度场。

技术领域

本发明涉及生物热成像技术领域，具体涉及一种肿瘤细胞纳米级量子三维热成像系统。

背景技术

肿瘤细胞的病变机理研究是生物医学领域的热点，且非常规条件下微纳尺度热量生成及传递与肿瘤细胞新陈代谢和病变直接相关。由于肿瘤细胞的热敏感性，在肿瘤细胞的病理研究和综合治疗中，温度本身即是关键因素，如高热可降低肿瘤细胞的代谢、增强放射的杀伤作用及提高药物的化疗作用。探索肿瘤细胞治疗方式的相关研究也在不断向生物分子热分析深入，如与热休克蛋白(HSP)相关的肿瘤细胞热耐受性，以及肿瘤细胞的热疗启动免疫反应，纳米级的热成像手段成为迫切需求。因此，针对肿瘤细胞的纳米级三维热成像系统的提出，可以成为肿瘤细胞研究向更微观更精准层面深入的重要硬件基础。

量子点作为一种纳米荧光探针，具有独特的光热特性，其荧光光学参数与温度之间可以建立起良好的数学映射关系，从而使量子点成为一种纳米级的温度探针。量子点的优点在于其具有良好的生物兼容性，多种生物分子如多肽、蛋白质、DNA等都能与之相结合，进而使得量子点探针能更好地标记到细胞表面甚至是细胞器上。与此同时，量子点的小尺寸和高荧光强度，也使之成为一种优异的探针被应用于光学三维定位。现今的细胞热成像手段多限于平面平均温度，失去了轴向的温度信息，不利于肿瘤细胞这种生物微纳结构的温度场分析。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种肿瘤细胞纳米级量子三维热成像系统，可实现快速、高效、无损地对肿瘤细胞内温度场的实时探测，能够获得肿瘤细胞的三维温度场。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种肿瘤细胞纳米级量子三维热成像系统，包括纳米定位平台2,纳米定位平台2的控制输入和控制器1的输出连接，纳米定位平台2上放置有肿瘤细胞样品3，肿瘤细胞样品3的上方设有激发光源4和显微镜物镜5，显微镜物镜5的输出通过滤光片6和分光镜7的输入连接，光线被分光镜7分为两路，一路为反射光，一路为透射光；分光镜7的反射光通过管镜8和光谱仪9的输入连接，光谱仪9的输出和工作站14的第一输入连接，管镜8和光谱仪9组成量子测温光路；

分光镜7的透射光通过第一凸透镜10、相位调制片11、第二凸透镜12和EMCCD探测器13的输入连接，EMCCD探测器13的输出和工作站14的第二输入连接，第一凸透镜10、相位调制片11、第二凸透镜12和EMCCD探测器13组成三维定位光路，相位调制片11的作用是以特定的双螺旋点扩散函数调制光路，以实现光信号与目标量子点轴向位移之间的映射；

工作站14的输出和显示器15的输入连接。

所述的激发光源4为紫外光源，或汞灯，或激光光源。

所述的纳米定位平台2为压电式XYZ三维纳米定位平台，或压电式Z向一维纳米定位平台。

所述的控制器1、纳米定位平台2、激发光源4、显微镜物镜5、滤光片6、分光镜7、管镜8、光谱仪9、第一凸透镜10、相位调制片11、第二凸透镜12、EMCCD探测器13、工作站14、显示器15放置于隔振平台16上。

所述的肿瘤细胞样品3预先由带生物分子配体的量子点进行标记。

本发明的有益效果为：