[发明专利]一种在活体动物血管内调控红细胞的装置

说明书

本发明提供了一种在活体动物血管内调控红细胞的装置及其应用，属于光电技术领域；所述装置沿激光路径依次包括激光发射组件、声光调制组件、光束展宽组件、短波通二向色镜和倒置物镜；所述装置还包括成像光路上的图像输入和输出组件、凸透镜、聚光器和发白光组件；所述激光发射组件出射激光依次通过声光调制组件和光束展宽组件后，照射到短波通二向色镜上改变激光传输方向；改变传输方向后的激光通过倒置物镜聚焦到样品室。利用激光发射组件出射激光将与声光调制组件相互作用，实现激光焦点的动态扫描，快速的扫描可实现激光焦点在多个位置的准静态分布，进而应用于多个红细胞的稳定捕获、精准排列及旋转操控。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种调控红细胞的装置及其应用。

背景技术

众所周知，动物体内存在复杂的血管网络系统，通过不断流动的血液为组织和器官供给新鲜的氧气和营养物质，同时带走二氧化碳等新陈代谢的产物，以维持体内正常的生理平衡。深入理解血流的生理机制，对其进行非接触的精准干预并实现血流的多功能操控，将为进一步的临床诊治、药物传递以及抗癌治疗提供潜在思路和备选方案。

目前，基于磁场、超声以及电场的技术已经开始应用于血流的动态调控。然而，以上方案需要外界材料的侵入性植入，比如将磁控纳米颗粒、超声源及金属电极移植进入血管内作为操控标记物或者激发源，上述材料本身与生物体兼容性较差，易诱发体内的免疫系统反馈，降低操控的精度和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调控红细胞的装置及其应用，本发明利用光控技术稳定捕获并精准操控多个红细胞来实现对血流的多功能调控。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种在活体动物血管内调控红细胞的装置，沿激光路径依次包括激光发射组件、声光调制组件、光束展宽组件、短波通二向色镜、倒置物镜和样品室；所述装置还包括成像光路上的图像输入和输出组件、凸透镜、聚光器和发白光组件；

所述激光发射组件出射激光依次通过声光调制组件和光束展宽组件后，照射到短波通二向色镜上改变激光传输方向；改变传输方向后的激光通过倒置物镜聚焦到样品室；

所述发白光组件发射白光，白光通过聚光器、样品室、倒置物镜、短波通二向色镜和凸透镜聚焦到图像输入和输出组件；图像输入和输出组件观察和采集样品室的图像信息。

优选的，所述图像输入和输出组件包括连接电子设备的CCD相机。

优选的，所述短波通二向色镜为允许430~800 nm波长的波段透过且不允许800~1300 nm波长的透过的短波通二向色镜。

优选的，所述激光发射组件的出射激光为单模激光；所述出射激光的波长为1000~1100nm。

优选的，所述声光调制组件的扫描频率为0~100KHz。

优选的，所述光束展宽组件包括第一凸透镜和第二凸透镜；所述第一凸透镜设置于声光调制组件较近端；所述第二凸透镜设置于声光调制组件较远端；所述第一凸透镜和第二凸透镜的曲率半径的比例为1：10；所述第一凸透镜和第二凸透镜的间距为第一凸透镜和第二凸透镜的焦距之和。

本发明提供了上述方案所述装置在非治疗目的活体动物血管内红细胞稳定捕获、精准排列或者可控旋转中的应用。

优选的，所述应用包括以下步骤：

1）将活体动物麻醉后固定于样品室；

2）打开发白光组件发射白光，白光通过聚光器、样品室、倒置物镜、短波通二向色镜和凸透镜聚焦到图像输入和输出组件；