對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置的製作方法
2023-07-03 09:01:31 2
專利名稱：對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置。 技術背景
目前臨床醫學的病理科每天都會對細胞、細胞外間質主要成分膠原纖維和彈力纖維的顯 微結構進行觀察和檢測。臨床醫學的檢測方法通常是傳統的病理組織學方法。用於病理組織 學分析的病理組織切片需要經過固定、石蠟包埋、脫蠟、染色等一系列過程獲得，這些過程 不但已經破壞了組織的一些相關有用的物質真實形態，而且需要的時間往往比較長，每一步 驟所花的時間都是以小時，甚至是以天計算。另外，標本處理不恰當及染色時間沒有把握好 都有可能導致檢査結果失去 l確性。若想同時探測細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結構， 需要使用完全不同的染料對組織切片分別進行染色後，再觀察。克服病理組織學方法的缺陷、 尋找一種高解析度、無損和實時檢測細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結構的新型裝置一直 是大量科研工作者和臨床醫生共同努力的目標和夢想。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，該裝 置採用光與物質相互作用發射的雙光子激發螢光和二次諧波信號而對細胞和細胞外間質成分 顯微結構進行同時無損探測，能夠在分子水平上對細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結構進 行高解析度、高對比度、無損、快速和實時的檢測。
本實用新型的技術方案是這樣實現的雷射器發出的光通過一個雙色分光鏡入射到掃描 器的掃描鏡組上，通過掃描鏡組的光束由物鏡聚焦到檢測樣品上；雷射與檢測樣品產生的雙
光子激發螢光和二次諧波信號反向通過相同的物鏡收集，再由前述掃描鏡組及雙色分光鏡入 射到一個半透半反鏡上，將雙光子激發螢光和二次諧波信號組成的發射信號光分成兩路，一
路通過濾波片1和光電倍增管1將膠原纖維的二次諧波信號轉換成電信號A，另外一路通過 濾波片2和光電倍增管將細胞和彈力纖維的雙光子激發螢光信號轉換成電信號B，所述的電 信號A和電信號B分別接至計算機的輸入端，最後由計算機同時顯示細胞、彈力纖維和膠原 纖維的微結構。
本實用新型的顯著優點在於利用雷射與細胞和細胞外間質成分的內源性分子相互作用 產生的信號檢測其顯微結構，因此，不需要染色等處理，直接可以實現對樣品的高解析度、 無損和實時檢測。細胞和彈力纖維顯微結構的探測雖然都是通過雙光子激發螢光信號，但是
二者的結構有明顯的差別，以人體為例，人體細胞的最小直徑大約為4/zm，形狀類似球形，而電鏡下，彈力纖維的直徑只有l-3nm，成波浪狀，因此，二者的顯微結構可以明顯區分開， 若選擇合適的雷射波長，使膠原纖維以發射二次諧波信號'為主，即可獲得細胞、膠原纖維和 彈力纖維的高對比度顯微結構。另外，掃描器的使用使裝置具有快速檢測的功能。
圖1為本實用新型實施例的構造示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的闡述，以使本實用新型更明顯易懂。
如圖1所示，雷射器發出的光通過一個雙色分光鏡入射到掃描器的掃描鏡組上，通過掃 描鏡組的光束由物鏡聚焦到檢測樣品上；雷射與檢測樣品產生的雙光子激發螢光和二次諧波 信號反向通過相同的物鏡收集，再由前述掃描鏡組及雙色分光鏡入射到一個半透半反鏡上， 將雙光子激發螢光和二次諧波信號組成的發射信號光分成兩路， 一路通過濾波片1和光電倍 增管1將膠原纖維的二次諧波信號轉換成電信號A，另外一路通過濾波片2和光電倍增管將 細胞和彈力纖維的雙光子激發螢光信號轉換成電信號B,所述的電信號A和電信號B分別接 至計算機的輸入端，最後由計算機同時顯示細胞、彈力纖維和膠原纖維的微結構。
在本實用新型的最佳實施例中，雷射器的波長應該選用810nm，此時膠原纖維以發射二 次諧波信號為主，避免對細胞特別是對彈力纖維顯微結構高對比度的探測。若雷射器的波長 選用810nm，雙色分光鏡需要透過大於700nm的入射光，同時反射小於700nm的發射光。濾 波片1的濾光範圍在400-410nm之間，實現對膠原纖維二次諧波信號的收集，而濾波片2的 濾光範圍在440-650nm之間，實現對細胞和彈力纖維雙光子激發螢光信號的收集。
上述的雷射器只要滿足光與細胞、膠原纖維和彈力纖維相互作用產生雙光子激發螢光和 二次諧波信號的條件，可以是不同類型的雷射器，如飛秒雷射器、皮秒雷射器等不同種類的 雷射器。
上述的雷射器與雙色分光鏡間設有光強控制器和全反鏡，上述的光強控制器由二分之一 波片和格蘭稜鏡組成。
本實用新型設計合理，構思巧妙，具有廣闊的發展前景和較大的推廣意義。
權利要求1.一種對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，其特徵在於雷射器發出的光通過一個雙色分光鏡入射到掃描器的掃描鏡組上，通過掃描鏡組的光束由物鏡聚焦到檢測樣品上；雷射與檢測樣品產生的雙光子激發螢光和二次諧波信號反向通過相同的物鏡收集，再由前述掃描鏡組及雙色分光鏡入射到一個半透半反鏡上，將雙光子激發螢光和二次諧波信號組成的發射信號光分成兩路，一路通過濾波片1和光電倍增管1將膠原纖維的二次諧波信號轉換成電信號A，另外一路通過濾波片2和光電倍增管將細胞和彈力纖維的雙光子激發螢光信號轉換成電信號B，所述的電信號A和電信號B分別接至計算機的輸入端，最後由計算機同時顯示細胞、彈力纖維和膠原纖維的微結構。
2. 根據權利要求l所述的對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，其特徵在於 所述雷射器發出的雷射波長等於810nm，所述雙色分光鏡可透過大於700ran的入射光，同 時反射小於700nm的發射光，濾波片1的濾光範圍在400-410nm之間，實現對膠原纖維 二次諧波信號的收集，而濾波片2的濾光範圍在440-650nm之間，實現對細胞和彈力纖 維雙光子激發螢光信號的收集。
3. 根據權利要求l所述的對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，其特徵在於 所述的雷射器為飛秒雷射器或皮秒雷射器。
4. 根據權利要求l所述的對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，其特徵在於 所述雷射器與雙色分光鏡間設有光強控制器和全反鏡。
5. 根據權利要求4所述的對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，其特徵在於 所述的光強控制器由二分之一波片和格蘭稜鏡組成。
專利摘要本實用新型涉及一種對細胞和細胞外間質成分進行同時無損探測的裝置，其特徵在於雷射器發出的光通過一個雙色分光鏡入射到掃描器的掃描鏡組上，通過掃描鏡組的光束由物鏡聚焦到檢測樣品上；雷射與檢測樣品產生的雙光子激發螢光和二次諧波信號反向通過相同的物鏡收集，再由前述掃描鏡組及雙色分光鏡入射到一個半透半反鏡上，將雙光子激發螢光和二次諧波信號組成的發射信號光分成兩路，這兩路通過濾波片和光電倍增管轉換成電信號並接至計算機的輸入端，最後由計算機同時顯示細胞、彈力纖維和膠原纖維的微結構。該裝置能夠在分子水平上對細胞、膠原纖維和彈力纖維的顯微結構進行高解析度、高對比度、無損、快速和實時的檢測。
文檔編號G01N21/64GK201302549SQ20092013666
公開日2009年9月2日 申請日期2009年2月12日 優先權日2009年2月12日
發明者劉嫩容, 卓雙木, 盧可成, 姜興山, 謝樹森, 陳建新 申請人:福建師範大學