[发明专利]活体单细胞转动角度主动光操控方法及装置

权利要求书

1.一种活体单细胞转动角度主动光操控方法及装置，其特征是：所述系统由光操控系统和显微成像系统所组成。所述系统由白光LED光源1；反射镜2、16；聚光镜3；待测活体单细胞4；复消色差显微物镜5、17；滤光片6；CCD相机7；激光器8、12；透镜9、10、14、15；双色镜11；声光偏转器13组成。激光器8输出的激光经透镜9、10扩束后，经双色镜11反射耦合进复消色差显微物镜17，作为捕获光聚焦在待测活体单细胞4上，稳定捕获待测活体单细胞。激光器12输出的激光耦合进声光偏转器13，产生具有一定偏转角度的激光光束。经透镜14、15和反射镜16耦合进复消色差显微物镜17。通过交替改变声光偏转器的调制频率，使聚焦光束交替聚焦在待测活体单细胞4的两端，分别作为推动细胞旋转的推动光和停止细胞旋转的制动光，实现对细胞转动角度的精准主动光操控。当待测活体单细胞旋转至一个角度并达到稳定后，白光LED光源1发出的白光经反射镜2反射，再经聚光镜3在待测活体单细胞4上形成全场均匀的科勒照明。待测活体单细胞4的图像信息由复消色差显微物镜5收集，经滤光片6消除背景噪声，由CCD相机7实时记录细胞的空间位置信息，为细胞转动角度的精准主动光操控提供实时反馈信息。本发明可用于实现对特定活体单细胞的稳定捕获和空间转动角度的精准主动光操控，可广泛用于对特定活体单细胞生命活动过程的物理和化学性质进行长时间观察和研究。

2.根据权利要求1所述的光操控系统，光操控部分由激光器8的捕获光和激光器12发出的经声光偏转器13控制的可偏转的光组成，捕获光的作用是稳定捕获待测活体单细胞4，使其固定在一个位置，以便进行长时间观察和研究。激光器12发出的激光耦合进声光偏转器13，通过改变声光偏转器13的调制频率改变出射激光光束的偏转角度。激光光束通过显微物镜聚焦在细胞的一侧，推动细胞绕捕获光的转动轴转动。当细胞转过一定的角度，激光光束聚焦在细胞的另一侧，停止细胞的转动过程，使其停止在特定的转动角度上。当细胞转动过程中，CCD相机实时记录细胞转动过程中的姿态。

3.根据权利要求1所述的显微成像系统，显微成像系统主要由白光LED光源1；反射镜2；聚光镜3；复消色差显微物镜5；滤光片6；CCD相机7；待测活体单细胞4组成。所述系统中，白光LED光源1发出的白光经反射镜2反射，再经聚光镜3在待测活体单细胞4上形成科勒照明。复消色差显微物镜5和CCD相机7用于记录细胞空间位置的图像信息，滤光片6用于除去杂散光。该系统用来观察光操控系统的操控效果，为细胞转动角度的精准操控提供实时反馈信息，实现细胞转动过程中转动姿态的精确主动光操控。