(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210805812.8 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 西湖大学 地址 310024 浙江省杭州市西湖区转塘街 道石龙山 街18号 (72)发明人 李西军　 (74)专利代理 机构 北京金信知识产权代理有限 公司 11225 专利代理师 贾然 (51)Int.Cl. C12M 1/38(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12M 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种细胞调控设备 (57)摘要 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 。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115011463 A 2022.09.06 CN 115011463 A 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变光纤， 所述渐变 光纤的出射端的直径范围为5 00nm至2um。 6.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。 7.根据权利要求6所述的细胞调控设备， 其特征在于， 所述高光介质层的材料包括SiO2 或CaF2中的至少一种。 8.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。 9.根据权利要求1所述的细胞调控设备， 其特征在于， 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。 10.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10 0mW。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115011463 A 2一种细胞调控设 备 技术领域 [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。 背景技术 [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D NA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。 发明内容 [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。说　明　书 1/5 页 3 CN 115011463 A 3