【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密测量，尤其涉及一种生物微观测量系统及测量方法。
技术介绍
1、荧光纳米金刚石(fnd)是指含有nv色心的纳米金刚石，fnd可被细胞自发内化且毒性很低，而nv色心的自旋特性结合光探测磁共振(optically detected magneticresonance，odmr)技术，在生物细胞或其他机体内可以实现荧光成像和测量；通过交替的微波辐射调节nv色心的荧光强度，而背景荧光则保持恒定，基于上述微波调制技术结合锁相放大技术，可有效去除背景自发荧光信号，从而提高fnd荧光信号的信噪比，改善荧光信号的对比度。
2、细胞和组织自发荧光寿命约3ns，而nv色心的荧光寿命长达约20ns，因此fnd的荧光亮度和稳定性使其可适用于细胞内的单粒子示踪；基于共聚焦显微成像技术可实现超分辨率成像，可检测细胞中的单个fnd颗粒(约40nm)，因此fnd在活体生物系统中具有良好空间分辨率的结构细节，使fnd成为分子成像和细胞标记的理想生物探针，且可以获得高空间分辨率的磁场、温度等物理量的测量。上述基于fnd的生物成像和传感技术在生物微观探测领域具有很大的应用前景。
3、然而，现有的测量系统无法为fnd提供足够的微波辐射功率，降低荧光探测信号的对比度，且在测量fnd所处的环境中的磁场、温度等物理量的测量也存在精度不高的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种生物微观测量系统及测量方法，结构简单，且可以精准测量生物样品所处的微观磁场和温度等物理量，还可进行生物微观
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种生物微观测量系统，生物微观测量系统包括：样品承载模组、微波辐射模组和光路模组；
3、所述样品承载模组用于承载生物样品，其中，生物样品内设置有纳米金刚石，纳米金刚石包含nv色心；
4、所述微波辐射模组位于所述样品承载模组与所述光路模组之间，所述微波辐射模组用于在多个不同设定频率区间下向所述生物样品发射微波，其中，所述微波辐射模组在每一所述设定频率区间内均对应一谐振频率且所述谐振频率位于对应的设定频率区间内；所述多个不同设定频率区间中的最小频率小于或等于第一设定频率，且所述多个不同设定频率区间中的最大频率大于或等于第二设定频率，所述第二设定频率大于所述第一设定频率，所述第一设定频率和所述第二设定频率为在待测环境参数下使所述纳米金刚石中的nv色心基态电子自旋由|0>态跃迁至|±1>态的微波共振频率；
5、所述光路模组用于向所述生物样品发射激光，还用于获取所述纳米金刚石在所述待测环境参数、所述激光及所述微波作用下产生的荧光信号。
6、可选的，本实施例提供的生物微观测量系统还包括：频率确定模块和阈值确定模块；
7、所述阈值确定模块用于确定所述微波辐射模组对应的设定阈值；
8、所述频率确定模块用于确定所述第一设定频率至所述第二设定频率所在的频率区间，并根据所述频率区间确定微波扫描区间，还用于根据所述设定阈值将所述微波扫描区间分为所述多个不同的设定频率区间，以使所述微波辐射模组在每一所述设定频率区间内的每一频率下的设定系数均小于所述设定阈值。
9、可选的，所述微波辐射模组还用于在每一所述设定频率区间对应的两个端点频率处控制端点频率处的设定系数大于或等于设定阈值，还用于控制每一所述设定频率区间的谐振频率为所述设定频率区间对应的两个端点频率的平均值；其中，所述设定系数为反射系数或传输系数。
10、可选的，所述微波辐射模组包括微波波源、基板及位于所述基板一侧微带线结构、微波发射线、端口结构及阻抗可调单元；
11、所述微波波源与所述端口结构连接，所述微波波源用于产生微波；
12、所述微带线结构与所述端口结构和所述微波发射线连接，所述微带线结构用于将所述微波波源产生微波传输至所述微波发射线中；
13、所述基板包括物镜透光口，所述微波发射线横穿所述物镜透光口，所述微波发射线用于向所述生物样品发射微波；
14、所述阻抗可调单元用于调节所述微波辐射模组的谐振频率。
15、可选的，所述微波辐射模组还包括矢量网络分析仪；
16、所述端口结构包括第一端口和第二端口；
17、所述微带线结构包括第一微带线和第二微带线，所述第一微带线的第一端与所述第一端口连接，所述第一微带线的第二端与所述微波发射线的第一端连接；所述第二微带线的第一端与所述第二端口连接，所述第二微带线的第二端与所述微波发射线的第二端连接；
18、所述第一端口还与所述微波波源连接，所述第二端口还与所述矢量网络分析仪连接。
19、可选的，所述微波辐射模组还包括矢量网络分析仪；
20、所述端口结构为单端口；
21、所述矢量网络分析仪和所述微波波源均与所述端口结构连接，所述矢量网络分析仪与所述微波波源并联连接。
22、可选的，所述微波发射线包括金属线或软排线；
23、所述软排线包括柔性基层和位于柔性基层中的导电层；所述导电层包括导电线和导电ω环。
24、可选的，所述微波发射线在所述物镜透光口上的垂直投影与所述物镜透光口的一对称轴重合。
25、可选的，所述光路模组包括物镜和宽场光路子模组；
26、所述微波辐射模组位于所述物镜与所述样品承载模组之间；
27、所述宽场光路子模组包括第一光源单元、第一二向色镜和光采集单元；
28、所述第一光源单元用于产生激光并使所述激光通过所述第一二向色镜和所述物镜传输至所述生物样品中；
29、所述光采集单元用于接收经所述物镜及所述第一二向色镜传输的所述荧光信号。
30、可选的，所述光路模组还包括反射棱镜及共聚焦光路子模组；
31、所述共聚焦光路子模组包括第二光源单元、第二二向色镜及光子探测单元；
32、所述第二光源单元用于产生激光并使所述激光通过所述第二二向色镜、所述反射棱镜及所述物镜传输至所述生物样品中；
33、所述光子探测单元用于接收经所述物镜、所述反射棱镜及所述第二二向色镜传输的所述荧光信号；
34、所述反射棱镜位于所述物镜与第一二向色镜之间，及所述物镜与第二二向色镜之间。
35、可选的，所述样品承载模组包括样品皿、样品罩、平移台、平移丝杆、平移底座及复位弹簧；
36、所述样品皿用于容纳所述生物样品；所述样品罩用于覆盖所述样品皿；所述平移台用于带动所述样品皿相对于所述平移底座移动；
37、所述光路模组还包括物镜安装柱、扫描成像模组底座、升降台、棱镜台、升降丝杆及升降底座；
38、所述棱镜台用于支撑所述反射棱镜；
39、所述物镜设置于所述升降台上，所述升降台与所述升降丝杆连接，所述升降台相对于所述升降底座移动。
40、根据本专利技术的另一方面，提供了一种生物微观测量方法，所述生物微观本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物微观测量系统，其特征在于，包括：样品承载模组、微波辐射模组和光路模组；
2.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，还包括：频率确定模块和阈值确定模块；
3.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组还用于在每一所述设定频率区间对应的两个端点频率处控制端点频率处的设定系数大于或等于设定阈值，还用于控制每一所述设定频率区间的谐振频率为所述设定频率区间对应的两个端点频率的平均值；其中，所述设定系数为反射系数或传输系数。
4.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组包括微波波源、基板及位于所述基板一侧微带线结构、微波发射线、端口结构及阻抗可调单元；
5.根据权利要求4所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组还包括矢量网络分析仪；
6.根据权利要求4所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组还包括矢量网络分析仪；
7.根据权利要求4所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波发射线包括金属线或软排线；
8.根据权
9.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述光路模组包括物镜和宽场光路子模组；
10.根据权利要求9所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述光路模组还包括反射棱镜及共聚焦光路子模组；
11.根据权利要求10所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述样品承载模组包括样品皿、样品罩、平移台、平移丝杆、平移底座及复位弹簧；
12.一种生物微观测量方法，其特征在于，所述生物微观测量方法应用于权利要求1-11任一项所述的生物微观测量系统中；
...【技术特征摘要】
1.一种生物微观测量系统，其特征在于，包括：样品承载模组、微波辐射模组和光路模组；
2.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，还包括：频率确定模块和阈值确定模块；
3.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组还用于在每一所述设定频率区间对应的两个端点频率处控制端点频率处的设定系数大于或等于设定阈值，还用于控制每一所述设定频率区间的谐振频率为所述设定频率区间对应的两个端点频率的平均值；其中，所述设定系数为反射系数或传输系数。
4.根据权利要求1所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组包括微波波源、基板及位于所述基板一侧微带线结构、微波发射线、端口结构及阻抗可调单元；
5.根据权利要求4所述的生物微观测量系统，其特征在于，所述微波辐射模组还包括矢量网络分析仪；
6.根据权利要求4所述的生物...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈锐，蔡明诚，黄得顺，余品，许克标，贺羽，
申请(专利权)人：国仪量子技术合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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