一种细胞调控设备制造技术

本公开实施例提出一种细胞调控设备，包括激光光源、光通道装置和培养装置，所述培养装置内设置有待调控的细胞。本公开实施例依据DNA双链结构的具有右手螺旋的单一手性、轨道角动量结构光对微纳结构产生的力矩具有左手和右手螺旋双重手性的科学事实，利用具有轨道角动量的结构光，直接刺激细胞核的DNA，结构光产生的力矩的手性与DNA右手螺旋一致时，加速DNA的解链，结构光产生的力矩的手性与DNA右手螺旋相反时，一致DNA的解链，达到调控细胞的生长或其它生理过程。这一调控是物理调控，调控因子可以直接且只作用在细胞核上，实现最大限度地不影响其它生理过程，操作简便。操作简便。操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞调控设备


[0001]本公开涉及细胞调控生物技术，尤其涉及一种细胞调控设备。

技术介绍

[0002]细胞的生长是有时间周期的。在细胞的生长周期内，细胞核内双链结构的DNA的解链是非常重要的控制过程，它通过控制了RNA的生成控制细胞内蛋白质的合成过程，同时也是控制细胞的分裂核复制过程。如果能调控细胞核内双链DNA的解链，这在生物学研究中是非常重要的，在病理甚至药理研究中也是非常重要的。
[0003]现在的细胞调控法通常是采用生物或化学分子来调控，但是这些分子需要透过细胞壁才能激励细胞的生理过程，而分子透过细胞壁本身就是一个难把控的生理过程。这个研究带来不确定性或操作的复杂性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例提出了一种细胞调控设备，以解决现有技术中细胞调控所存在的不确定性或复杂性。
[0005]本公开提供一种细胞调控设备，包括激光光源、光通道装置和培养装置，所述培养装置内设置有待调控的细胞，所述激光光源发出的具有轨道角动量的结构光通过所述光通道装置的耦合至所述细胞上以激励所述细胞内的DNA。
[0006]在一些实施例中，所述激光光源包括激光器，所述激光器发出所述具有轨道角动量的结构光；或，所述激光光源包括激光器和空间调制机构，所述激光器发出的高斯激光束经过所述空间调制机构后形成所述具有轨道角动量的结构光。
[0007]在一些实施例中，所述激光光源包括空间相位板阵列和复数个激光器，所有所述激光器发出的高斯激光束构成高斯激光束阵列，所述高斯激光束阵列经过所述空间相位板阵列后形成阵列分布的具有轨道角动量的结构光。
[0008]在一些实施例中，所述空间调制机构包括空间相位板或空间光调制器。
[0009]在一些实施例中，所述光通道装置包括单模或多模光纤，且所述光纤的出射端设置有光纤透镜头；或，所述光纤拉伸形成渐变光纤，所述渐变光纤的出射端的直径范围为500nm至2um。
[0010]在一些实施例中，所述光通道装置包括中空探针，所述中空探针内形成有光通道，所述光通道的内壁上设置有高光介质层；或，所述光通道内部填充有调控液或培养液。
[0011]在一些实施例中，所述高光介质层的材料包括SiO2或CaF2中的至少一种。
[0012]在一些实施例中，所述光通道装置包括至少两个透镜，所述具有轨道角动量的结构光依次经过所有所述透镜后耦合于所述细胞上。
[0013]在一些实施例中，所述培养装置包括温度调节机构，所述培养装置内设置有用于培养细胞的培养液，所述温度调节机构能够调节所述培养液的温度；所述培养装置包括气氛调节机构，所述气氛调节机构能够调节所述细胞处的气氛。
[0014]在一些实施例中，所述激光光源发出的所述结构光的波长范围为380nm至3800nm，所述结构光的功率范围为10uW到100mW。
[0015]本公开实施例依据DNA双链结构的具有右手螺旋的单一手性、轨道角动量结构光对微纳结构产生的力矩具有左手和右手螺旋双重手性的科学事实，利用具有轨道角动量的结构光，直接刺激细胞核的DNA，结构光产生的力矩的手性与DNA右手螺旋一致时，加速DNA的解链，结构光产生的力矩的手性与DNA右手螺旋相反时，一致DNA的解链，达到调控细胞的生长或其它生理过程。这一调控是物理调控，调控因子可以直接且只作用在细胞核上，实现最大限度地不影响其它生理过程，操作简便。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本公开实施例的细胞调控设备的结构示意图；
[0018]图2为本公开实施例的激光光源的一种结构示意图；
[0019]图3为本公开实施例的激光光源的另一种结构示意图；
[0020]图4为本公开实施例的激光光源的另一种结构示意图；
[0021]图5为本公开实施例的光线的结构示意图；
[0022]图6为本公开实施例的中空探针的结构示意图。
具体实施方式
[0023]为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0024]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0025]为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
[0026]如图1至图6所示，本公开实施例涉及一种细胞调控设备，包括激光光源1、光通道装置2和培养装置3，所述培养装置3内设置有待调控的细胞，所述激光光源1发出的具有轨
道角动量的结构光通过所述光通道装置2的耦合至所述细胞上以激励所述细胞内的DNA。依据DNA双链结构的具有右手螺旋的单一手性、轨道角动量结构光对微纳结构产生的力矩具有左手和右手螺旋双重手性的科学事实，利用具有轨道角动量的结构光，直接刺激细胞核的DNA，结构光产生的力矩的手性与DNA右手螺旋一致时，加速DNA的解链，结构光产生的力矩的手性与DNA右手螺旋相反时，一致DNA的解链，达到调控细胞的生长或其它生理过程。这一调控是物理调控，调控因子可以直接且只作用在细胞核上，实现最大限度地不影响其它生理过程，操作简便。
[0027]DNA上的至少一个碱基ACGT或其它某个分子在部分或全部吸收结构光能量后产生具有手性的力矩。依据调控的需要，抑制双链DNA解链和加速双链DNA解链分别选用具有右手或左手手性轨道角动量的结构光。
[0028]优选的，所述激光光源1包括激光器11，所述激光器11发出所述具有轨道角动量的结构光，直接向自由空间发出，也可以经过光线耦合发出；或，如图3所示，所述激光光源1包括激光器11和空间调制机构12，所述激光器11发出的高斯激光束经过所述空间调制机构12后形成所述具有轨道角动量的结构光。激光器11可以为半导体激光器。
[0029]所述激光光源1发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞调控设备，其特征在于，包括激光光源、光通道装置和培养装置，所述培养装置内设置有待调控的细胞，所述激光光源发出的具有轨道角动量的结构光通过所述光通道装置的耦合至所述细胞上以激励所述细胞内的DNA。2.根据权利要求1所述的细胞调控设备，其特征在于，所述激光光源包括激光器，所述激光器发出所述具有轨道角动量的结构光；或，所述激光光源包括激光器和空间调制机构，所述激光器发出的高斯激光束经过所述空间调制机构后形成所述具有轨道角动量的结构光。3.根据权利要求1所述的细胞调控设备，其特征在于，所述激光光源包括空间相位板阵列和复数个激光器，所有所述激光器发出的高斯激光束构成高斯激光束阵列，所述高斯激光束阵列经过所述空间相位板阵列后形成阵列分布的具有轨道角动量的结构光。4.根据权利要求2所述的细胞调控设备，其特征在于，所述空间调制机构包括空间相位板或空间光调制器。5.根据权利要求1所述的细胞调控设备，其特征在于，所述光通道装置包括单模或多模光纤，且所述光纤的出射端设置有光纤透镜头；或，所述光纤拉伸形成渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李西军，
申请(专利权)人：西湖大学，
类型：发明
国别省市：