技术摘要：
本发明涉及一种用于细胞操作的光纤光热镊子，包括光纤和光纤探头、显微镜、激发光源、微操作臂等组成部分；其中，光纤探头表面上涂覆有金属涂层，金属涂层表面上涂覆有温敏介质涂层；激发光源通过光纤入射到光纤探头并与金属涂层作用激发等离激元共振，产生的热量使温  全部
背景技术：
单细胞操作技术的日趋完善是人们将研究重点转移到单个细胞分析的重要推动，  由于单细胞的小尺度问题，关于单细胞的研究一直是热点重点也是难点。传统单细胞操作 方法如光镊技术、口吸管技术、显微操作仪等多数存在操作难度大、熟练度要求高、仪器系 统性强等问题。 而流式细胞仪、微流控技术等操作相对简单、仪器也不复杂的技术方法只适用于 大量细胞的操作，不适用于样本量少的情况。 因此，开发一种操作简单的，可用于少量样本的、可应用于多仪器平台的单细胞操 作方法有利于扩展单细胞分析领域的研究范围、简化单细胞分析领域的一些实验步骤、降 低单细胞分析领域的研究难度和门槛。
技术实现要素：
针对单细胞无损伤快速操作，本发明主要采用的技术方案如下： 一种用于单细胞操作的光纤光热镊子，包括光纤探头，所述光纤探头表面上涂覆有金 属涂层，金属涂层表面上涂覆有温敏介质涂层。 进一步的，光纤探头可以是光纤拉锥而成的锥形，也可以是光纤芯层，还可以是带 有包层的光纤。 进一步的，光纤探头是光纤拉锥而成的锥形时，金属涂层和温敏介质涂层可以包 被在锥形光纤的表面，也可以包被在锥形光纤的尖端端面，温敏介质涂层可以完全覆盖金 属涂层表面，也可以不完全覆盖金属涂层表面。 进一步的，光纤探头是光纤芯层时，金属涂层和温敏介质涂层可以包被在光纤芯 层的表面，也可以包被在光纤芯层的端面，温敏介质涂层可以完全覆盖金属涂层表面，也可 以不完全覆盖金属涂层表面。 进一步的，光纤探头是带有包层的光纤时，金属涂层和温敏介质涂层包被在光纤 的端面，温敏介质涂层可以完全覆盖金属涂层表面，也可以不完全覆盖金属涂层表面。 进一步的，光纤光热镊子的金属涂层可在激光作用下产生表面等离激元共振，从 而实现光热转换，该金属可以指金、银、铝，也可以指氮化钛、氮化锆等可以产生表面等离激 元效应的化合物；金属涂层还可以是金属纳米粒子构成的稀疏涂层； 进一步的，光纤光热镊子的金属涂层可以通过物理沉积如激光溅射、等离子体溅射、磁 控溅射、电子束蒸镀等方式包被在光纤探头表面，也可以通过电镀、无电解电镀等化学方法 包被在光纤探头表面； 进一步，光纤光热镊子的金属涂层内表面或者外表面可以添加石墨烯涂层，也可以添 3 CN 111571467 A 说　明　书 2/5 页 加石墨层，以增强光热效应； 进一步，光纤光热镊子的温敏介质涂层随温度变化存在细胞黏附性的变化如亲水性和 疏水性的变化，温敏介质可以是温敏聚合物如聚（N-异丙基丙烯酰胺）、聚（N，N-二乙基丙烯 酰胺）、聚（2-羧基异丙基丙烯酰胺）； 进一步，光纤光热镊子的温敏介质涂层随温度变化而产生对细胞的亲和力或者粘附力 的变化； 进一步，光纤光热镊子的温敏介质涂层可以通过共价修饰包被在金属涂层外面，也可 以通过物理吸附包被在金属涂层外面，还可以是通过表面接枝聚合包被在金属涂层的外 面； 进一步，光热镊子可以用于单个细胞的操作，也可以用于多个细胞的操作，还可以用于 液滴或者颗粒的操作。 一种带有光纤光热镊子的实验装置，其主要结构包括：微操作臂、光纤、激光发射 器、光纤探头以及用于检测的显微镜；所述光纤一端与激光发射器相连，光纤另一端与光纤 探头相连；微操作臂对光纤探头进行固定，带着光纤探头朝向显微镜移动。在使用的时候， 激发光通过光纤入射到光纤探头并与探头表面的金属涂层作用激发等离激元共振，产生的 热量使探头表面的温敏水凝胶发生相变，从而可以对细胞产生粘附捕获。该镊子可以通过 激光的控制捕获和释放细胞，并结合微操作臂实现细胞的移动。 进一步，光纤可以是单模光纤也可以是多模光纤，可以是无机化合物光纤，也可以 是聚合物光纤。 进一步，激发光源为相干性好的单色激光光源如脉冲激光、连续波激光或发光二 极管、或者宽光谱光源等，光源能量和强度根据光线探头尺寸、金属涂层尺寸与种类、温敏 介质种类的不同存在差异，激发强度应在有效加热温敏介质且不损害目标细胞的范围。 本发明公开的一种用于单细胞操作的光纤光热镊子各部分原理包括：金属涂层表 面等离子效应、温敏介质温度响应、细胞与介质的粘附性变化。 激光加载在光纤输入端，通过光纤传到到光纤探头处，激光能量使得金属涂层表 面产生表面等离子效应，金属涂层表面产生热量，温敏介质以温敏水凝胶聚（N-异丙基丙烯 酰胺）（PNIPAAm）为例，涂层表面接枝的温敏水凝胶吸热温度升高，达到LCST后性质改变，由 亲水性变成疏水性，与细胞膜磷脂双分子层之间存在吸附性，可以短时间内粘附细胞。断开 激光输入后，由于大的比表面积和尖端小体积及与周围环境存在的温度差，温敏水凝胶快 速散热，温度快速降低，水凝胶由疏水性变为亲水性，失去细胞粘附能力，释放细胞，完成细 胞抓取和释放过程。 输入激光的能量高低与金属涂层和温敏水凝胶的选择有关，使用适宜的输入能 量，达到加热水凝胶到目标温度且不损毁光纤探头的目的。 金属涂层的厚度与加工方式有关，与激光能量配合激发适宜的等离子效应产生合 适的光热效应，达到加热水凝胶到目标温度的目的。 温敏介质的种类选取与性质需求有关，选择的温敏水凝胶必须在加热到目标温度 后对细胞具有黏附性，如温敏水凝胶聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）低温时具有亲水性， 在高温时具有疏水性，到达目标温度后可以黏附细胞，其次温敏介质必须通过适当的修饰 方式连接到金属涂层上。 4 CN 111571467 A 说　明　书 3/5 页 该细胞操作方法涉及的系统简单、仪器不复杂，操作门槛不高，熟练度要求不高， 是一种简便有效的细胞操纵方法。 该细胞操作方法可用于少量样本研究，且在显微镜下实时可见操作进程与效果， 有利于扩展单细胞分析领域的研究范围、简化单细胞分析领域的一些实验步骤、降低单细 胞分析领域的研究难度和门槛。 由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下： 本发明公开的光热光纤探头在涂层作用下可以实现快速的光热转换激涂层亲疏水性 质转换，从而实现快速无损的细胞黏附与释放，通过简单的显微光学平台配合实现简便的 目标细胞抓取、转移与释放操作。 附图说明 图1为光纤光热镊子的结构示意图； 图2为带有光纤光热镊子的显微光学平台的结构示意图； 图中：1、显微镜，2、光纤探头，3、实验样本，4、微操作臂，5、光纤，6、激光发射器，7、金属 涂层，8、温敏介质涂层。 具体实施 下面接结合附图和