本发明属于微生物的一般设备和方法，其国际专利分类号为C12M1/00及C12Q1/24。 目前，在生物科学研究领域中使用的专用显微操作器，它有许多种类和型号，这些产品一般由联邦德国、法国、美国和日本等国的光学仪器公司生产，早期的产品，一般结构简单，功能较少，而且不便于操作。近代产品一般可分为制针装置和操纵装置两大部分，其功能齐全，操作方便，但结构复杂，制造工艺要求高，且由于价格昂贵而难于为普通实验室所采用。
澳大利亚昆士兰大学斯格尔曼（Skerman）教授设计出一种简易显微操作器（参见斯格尔曼编印的《操作说明书》，1985年8月，打印件），该操作器包括直角（固定）式滑轨与接圈，斜角（固定）式滑轨与接圈、磁性材料块（由永久磁铁制成），镜台加热器和电源变换器等部分构成，具有结构简单，造价低等优点，它能利用实验室现有的普通光学显微镜来制作用于生物科学的显微操作的必备工具，如显微针、钩、环、球和切刀等，并能在低倍显微镜下对真菌、藻类和动、植物细胞等进行显微操作。
斯格尔曼所设计的直角式滑轨与接圈的主要构造为，一个带有凹槽的滑轨籍连接板与接圈连为一体，在连接板的基部开有供毛细管通过的小孔。接圈由不锈钢外套和塑料内衬粘接而成，其上部有一紧固螺钉将接圈固定在物镜上，通过紧固螺钉调节接圈与物镜的相对位置，可以使位于磁铁块上的毛细管聚焦。该装置的缺点是，由于接圈是固定的，只能与斯格尔曼特制的（或经改制的）专用物镜配套才能使用，同时，由于其聚焦方式靠上下移动接圈的位置，不仅麻烦，而且难于准确聚焦。
斯格尔曼所设计的另一种装置是斜角式的滑轨与接圈，其主要构造为：有1个带凹槽的滑轨与接圈以斜角方式固定连接，接圈籍紧固螺钉固定在特制地低倍镜上，滑轨用于吸附已制好的带显微针的磁铁块，通过调节接圈在低倍镜上的相对位置和磁铁块在滑轨上的相对位置使显微针顶端聚焦。由于该装置中滑轨与接圈的连接角度不可调整，只能与斯格尔曼特制的专用低倍物镜配套使用。
斯格尔曼设计的磁性材料块为永久性磁铁制成，其底部有半埋式不锈钢针管，该磁铁块的加工需要特制模具，故加工成本较高。
斯格尔曼设计的电源变换器由开关、可调变压器（其内为矽钢片制的铁芯）和调节旋钮等部件组成，其缺点是体积笨重，性能较差，电流的可调范围较小。
由于斯格尔曼设计的简易显微操作器需要特制的（或改制）配套物镜，这是一般实验室所无法做到的。同时由于该操作器功能较少，特别是不能用于制备显微毛细管和在高倍镜甚至在油镜下对更小的微生物或细胞器进行显微操作，因而其应用范围有限。
本发明的目的就在于克服上述装置和方法的缺点，提出一种既能方便聚焦又能适合各种型号的物镜的具有结构简单、功能齐全、操作方便的操作器。该操作器除用于斯格尔曼所推荐的操作方法外，还能用于生物科学研究的其它用途。例如制备显微毛细管以及在第二显微镜（或单用一台显微镜）放置显微毛细管在高倍镜甚至油镜下实现对微生物和动、植物细胞及亚细胞的显微操作，同时该操作器的功能与专用显微操作器相当，并容易为普通实验室采用。
实现本发明的装置和方法是通过以下技术方案来达到的：1.采用可调节其垂直升降的直角式滑轨，使聚焦操作更加方便;2.采用角度可调的斜角式滑轨，能适应不同的物镜聚焦的需要，而不再需要特制或改制的物镜;3.采用挂线重锤制作显微毛细管的装置和方法;4.借助于第二光学显微镜的机械装置或者类似的可调三维运动的装置来实现在高倍物镜或低倍物镜下的显微操作，也可以用一台显微镜实现在高倍物镜下的显微操作;5.电源变换器采用可控硅元件调节电源来控制镜台加热器，既扩大了调节范围，又降低了造价;6.采用磁性橡胶块代替普通永久磁铁块，以便于加工;7.增加了一个大培养皿固定器以扩大在低倍镜下的显微操作范围。
下面结合实施例及附图进一步叙述本发明的技术细节：
图1：一种带有垂直升降机构的直角式滑轨及接圈的剖视图
图2：一种带有垂直升降机构的直角式滑轨及接圈的俯视图
图3：一种带有角度调节机构的斜角式滑轨及接圈的剖视图
图4：一种带有角度调节机构的斜角式滑轨及接圈的俯视图
图5：一种不带定滑轮的磁性橡胶块（B）的侧视图
图6：一种不带定滑轮的磁性橡胶块（B）的俯视图
图7：一种带定滑轮的磁性橡胶块（A）的侧视图
图8：一种凹槽载片的剖视图
图9：一种凹槽式载片俯视图
图10：一种镜台附加器的剖视图
图11：一种镜台附加器的俯视示意图
图12：一种显微毛细管切割器的侧视图
图13：一种制备显微毛细管的装置与方法示意图
图14：在低倍镜下吸取动、植物及亚细胞器显微操作方法示意图
图15：在低倍镜下将外源DNA注入动、植物细胞的显微操作方法示意图。
图16：在高倍镜下用两台显微镜分离单个细菌细胞的显微操作方法示意图。
图17：在高倍镜下用1台显微镜分离单个细菌细胞的显微操作方法示意图。
由图1、图2所示，显微镜的物镜上有1个外接圈2，其内套有1个内接圈3，该外接圈2的内、外径是固定的，内接圈3的外径略小于外接圈2的内径，使其刚好与外接圈2配套，内接圈3的内径可按不同显微镜厂家的不同型号的物镜的外径加工，且略大于该物镜的外径，外接圈2的一侧有一个与内接圈3（或直接与显微镜物镜）连接的固定螺丝1，该外接圈的另一侧有一个籍螺钉13固紧的外接板12，有一个带燕尾槽的垂直导轨59，它与一个“匚”形支架58连成一体，该支架与所述的外接板12焊为一体，其上同轴装有调节螺钉5，齿轮4和锁紧螺帽50，垂直导轨59的燕尾槽内有一个齿条6，该齿条正好与所述的齿轮4啮合。齿条6的下部（接近直角滑轨的直角位置）有一个供毛细管通过的小孔60，滑轨7与齿条6的基部焊接成一体并成直角形，操纵调节螺钉5，驱动齿轮4和齿条6。该滑轨7可在垂直导轨59的燕尾槽内垂直升降运动，至需要的位置时即用锁紧螺帽50固定之。
如果配套的光学显微镜的物镜外径均匀一致（没有一部分粗，一部分细的阶梯形），亦可直接按其外径加工外接圈2的内径（略大于低倍镜的外径），而不必采用内接圈3。
如图3、图4所示，是一种可调节其角度的斜角式滑轨及物镜接圈。所述的物镜的内、外接圈及其外接板的构造和连接方式与附图1所叙述的特征相同。在本装置中，物镜外接圈2上有1个“匚”形支架57与所述的外接板12焊为一体，其上同轴装有调节螺钉52、滑轨11和锁紧螺帽14。通过调节螺钉52和锁紧螺帽14，可使滑轨11定位在0-80°的任一位置上，以满足不同物镜聚焦的需要。
如图5、图6所示，磁性橡胶块分为A和B两种，既可采用本设计的上半部份为透明塑料15，下半部份为磁性橡胶16粘合而成，也可以全部采用磁性橡胶制成。所述的A型磁性橡胶块的透明塑料部份15有1个被嵌入其内的支架19，该支架19上有1个用于牵引挂线重锤的定滑轮18，所述的磁性橡胶部份16的基部有1个半埋式的供毛细管通过的不锈钢针管20。在B型磁性橡胶块的磁性橡胶部份16有1个供毛细管通过的小孔17。
由图8、图9所示，是一种凹槽载片，图中21为凹槽的形状与分布，其底板为长方形，两端为粘接的长方形小块。在中部形成一个凹槽21。它有大小两种不同的规格，均用透明塑料制成，其凹槽的高度与底板的厚度之比为1～1.5∶1。
由图10、图11所示，镜台附加器，它可以安装在第二显微镜的镜台上，是用于制备显微毛细管的装置之一。该镜台附加器包括底板22，支承架23，调节杠杆27和前端开口的叉型滑轨28四个主要部份。通过底板22上的安装孔（图示为2个）与第二显微镜的镜台固定，支承架23的一端与底板22角焊为一体，另一端开有半槽，并在槽端部有一个方形的凸台，调节杠杆27安装在凸台的插销上，定位在半槽中，调节杠杆27的一端开孔并通过支承轴26与半槽底部连接和固定在张紧弹簧24和调节螺帽25之间，调节杠杆27的另一端的端部有1个凸起呈园柱形的轴，所述的叉型滑轨28正好装配在该轴上，通过调节螺钉29可使叉型滑轨28在沿轴的0-360°间的任一位置定位，通过调节螺帽25亦可使调节杠杆27的倾角作适当的改变。
由图12所示的一种毛细管切割器，该切割器有一个用透明塑料制成的底板34，其上分别粘接着一个用透明塑料制成的长方形的基座33（另一基座亦由透明塑料制成）和两个弹簧固定座35，另一个基座33通过固紧螺栓61将两个长方形的刀板30紧固在它和已粘结的基座33之间，两个刀片31（可用剃鬚刀片制作）粘接在刀板30的长边上并紧贴在一起，两个手柄53分别安装在刀板30上并通过弹簧32与弹簧固定座35连接，捏合手柄53即可籍刀片53的剪切作用将显微毛细管切断（该切割器主要用于直径＞5μm的显微毛细管的切割，当显微毛细管的直径＜5μm时可利用挂线重锤的拉力使其自行断开）。
由图13所示为借助于两台光学显微镜制备显微毛细管的装置和方法，如图右边的显微镜物镜、镜台加热器30和直角式滑轨7及其连结部分均装配在第一显微镜上，左边虚线方框表示第二显微镜，该显微镜的镜台上安装有前述的镜台附加器，其叉型滑轨28上吸附有带定滑轮19的磁性橡胶块（A），有一根用涤伦线制作的挂线40，其一端挂在一个金属丝小环上，另一端通过定滑轮19与一个重锤41连接，该重锤最好选用天平砝码代替，其重量为1～5克，调节不同重量的重锤或砝码可最终将不同直径的显微毛细管拉断。所述的第二显微镜也可采用类似的可调三维运动的装置。无论是制备显微毛细管或是在低倍或高倍镜下的显微操作中需要采用第二显微镜或类似可调三维运动的装置时，必须先将两者的工作面调至同一水平。
由图14-图17所示的注射器46可以采用医用注射器，其连接软管45可以用硅橡胶或乳胶制成。
采用本发明的装置和方法不仅能够制备显微操作用的针、钩、环、球和切刀等显微操作工具和在低倍镜下进行粘、挑、拉和切取等显微操作之外（其装置和操作方法请参阅Skerman的技术操作说明书），还能用于下列显微操作，以下结合实施例具体叙述运用本发明的装置所开拓的新用途（方法）。
一、制作显微毛细管（参见图13），其步骤为（实施例一）：
1-1、在普通酒精喷灯上先用玻璃管拉制出长4cm左右，直径1.5-2mm的粗毛细管，接着在其一端进一步加热拉出能通过9号不锈钢注射针头的细毛细管，切下后让其粗端装入磁性橡胶块B的小孔17，其细端以石蜡固定。
1-2、按图7所示，将磁性橡胶块B放于滑轨7上，先操纵控制升降的调节螺钉5，使毛细管的端部聚焦，然后操纵第一显微镜（右边虚线方框所示）用镜台加热器39将该毛细管的端部制成粗钩38。
1-3、将镜台附加器按图7所示安装在第二显微镜（左边虚线方框所示）的镜台上，并调节第一、第二显微镜使两台显微镜的镜台高度相当。
1-4、将磁性橡胶块A吸附于叉型滑轨28上，取一细涤伦线，一端连接金属丝小环，另一端连1-5克重的重锤或天平砝码41，让金属小环从下部通过定滑轮19，并挂连在毛细管的粗钩38上，调节第二显微镜的升降和推动装置（未显示），让涤伦线40与毛细管37处于同一水平线上，然后将磁性橡胶块B适当前移并使毛细管处于第一显微镜视野的一侧。
1-5、调节第一显微镜的升降和推动装置（未显示），使镜台加热器39上的电热丝端部与毛细管37同焦后再适当后移，通电使电热丝加温发红，再调节推动器使电热丝的端部靠近毛细管37，受热部位的毛细管将逐渐软化，并在重锤41的牵引下拉伸变细。根据需要巧妙地控制好电热丝端部的温度以及其端部与毛细管37的距离，就能制成所需要的不同直径（从1-100μm）的毛细管。
1-6、制作较粗的毛细管（直径＞5μm）时，可在达到其所需的直径时停止加热，将镜台加热器39换成毛细管切割器（未显示），调节第一显微镜的升降和推动装置使显微毛细管的待切部位正好落在毛细管切割器的“V”型刀口中，捏合切割器的两个手柄53，即可将显微毛细管切断。
1-7、制作直径＜5μm的显微毛细管时，可用镜台加热器39的电热丝继续加热使其进一步变细，并最终使它在重锤41的拉伸下自行切断。调节使用不同重量的重锤或砝码，可以得到不同的直径的直式显微毛细管。
1-8、用镜台加热器39的电热丝在低温档，继续加热断开的直式显微毛细管的近端部，将逐渐使直式显微毛细管的端部向电热丝方向弯曲而制成弯式毛细管（若采用斜角式滑轨在低倍镜下操作时则无需将直式显微毛细管的端部弯曲）。
1-9、从滑轨7上小心取出带有已制好显微毛细管的磁性橡胶块B，让该显微毛细管的粗端旋转约90，以使显微毛细管的端部向上，然后重新用石蜡固定。
实施例二：
在低倍镜下用直式显微毛细管吸取单个真菌、藻类、原生动物及动、植物细胞（见图14）。其步骤为：
2-1、将用上述方法制备的直式显微毛细管（直径为10-100μm）的粗端与注射器46的软管45连接，然后把磁性橡胶块B转吸到图8中的斜角式滑轨11上，调节该滑轨11的倾角（0-80°可调）与磁性橡胶块B在滑轨11上的位置，让显微毛细管的端部聚焦后再向上滑回。
2-2、把待分离的细胞悬浮液（以下简称待分离液，下同）小滴55滴于载玻片47上，并在该片的另一位置滴灭菌液体石蜡小滴54。
2-3、将载玻片47置于显微镜的镜台上，先让液体石蜡小滴54聚焦后再下降，然后向下移动磁性橡胶块B，使显微毛细管的端部重新聚焦，最后再逐渐提升镜台，让显微毛细管的端部浸入液体石蜡小滴54之中，接着用注射器46将部份液体石蜡吸入显微毛细管44中。
2-4、下降镜台，将细胞悬浮液小滴55调节到视野之中，逐渐提升镜台使待分离的细胞聚焦后用显微镜的推动器（未显示）将待吸取的细胞移至显微毛细管口前，操纵注射器46可将该细胞吸入。
2-5、已分出的单个待分离物细胞，可用本装置重新排放在适合的培养基质上，供进一步研究或培养用。
实施例三：
用显微毛细管将外源DNA注入受体细胞（图15）
3-1、重复2-（1-3）的步骤，将部分灭菌的液体石蜡54吸入显微毛细管中。
3-2、将加有外源DNA小滴的载玻片放在镜台上，重复本方法中1的步骤将外源DNA吸入显微毛细管中。
3-3、将镜台附加器安置在第二显微镜的镜台上，把带有已制备好显微环的磁性橡胶块A放在滑轨28上，操纵第二显微镜使显微环正好框住显微毛细管，再轻微移动磁性橡胶块B使显微毛细管轻微下移。
3-4、用第一显微镜的升降和推动装置使显微环正好框住待注射的细胞并让显微毛细管插入该细胞内，推动注射器46，即可将外源DNA注入受体细胞。
3-5、若待注射细胞能贴附在载玻片上而不致移动，在进行本项操作时，可省去使用第二显微镜及镜台附加器上的显微环，直接操纵第一显微镜将外源DNA注入受体细胞中。
实施例四：
用显微毛细管在高倍镜下分离单个细菌细胞（见图16），其步骤为：
4-1、按方法一的步骤制备直径为3-5μm的弯式显微毛细管44，把其粗端与注射器软管45连接后，将磁性橡胶块B转至如图10所示的第二显微镜（左边虚线方框所示）的镜台附加器滑轨28上。
4-2、将待分离的细菌悬液56和培养液57分别以小滴点在盖玻片49上，然后反转放置在凹槽载片21上，其间的间隙以灭菌液体石蜡密封。
4-3、将凹槽载片21转入第一显微镜（右边虚线方框所示）的镜台上，分别用低倍镜和高倍镜48观察到培养液小滴后，用该显微镜的推动装置（未显示）使凹槽载片21再后移1-2cm。
4-4、调节第二显微镜的升降和推动装置（未显示），使显微毛细管44的端部在高倍镜48下聚焦，需要时可再调节滑轨28上的调节螺钉29使所述的显微毛细管的端部向上，再向下调节该显微镜的升降装置使显微毛细管端部从焦平面下移。仔细调节第一显微镜的推动装置，使显微毛细管44的端部进入凹槽载片21的液体石蜡密封层后，先用注射器46抽入部分液体石蜡，再继续推进使培养基小滴57正好位于该显微毛细管的上方。
4-5、调节第二显微镜的升降装置（未显示），提升显微毛细管44，使其端部进入培养液小滴57中，用注射器46吸取部份培养液后下降显微毛细管44，调节第一显微镜的推动装置（未显示），选取盖玻片下部空白的区域，提升显微毛细管44使其端部与盖玻片49的下表面接触，轻轻推动注射器46，将微量的培养液排出，可形成一液体微室。如此反复操作，可制备出一系列的培养液微室。当全部吸入培养液排出后再下降显微毛细管44。
4-6、调节第一显微镜的推动装置（未显示），使显微毛细管44的端部正好位于待分离的细菌悬浮液小滴56的下方，重复4-5的步骤，将少量细菌悬浮液吸入后下降显微毛细管44，并调节第一显微镜的推动装置，使在步骤5制备的培养液微室移至显微毛细管44的上方，提升显微毛细管44使其端部进入所述的微室，轻推注射器46可将1-5个细菌细胞排放到微室之中。重复以上操作可将所吸的少量菌液逐一地排放到步骤5所制备的系列微室之中。用同一显微毛细管反复本步骤的操作，可最终使每一个微室只剩下一个细菌细胞。
4-7、此时，可再用一支新的显微毛细管，将上列微室中的单个细菌细胞重新吸取，转移到适合的培养基质中培养，亦可直接将已完成上述操作的凹槽载片21保温培养，待单细胞繁殖后再行移接。
实施例五：
用一台显微镜在高倍镜下分离单个细菌细胞（见图17），其步骤为：
5-1、将用方法一制备好的带直径为3-5μm弯式显微毛细管的磁性橡胶块B吸附至已安装在高倍镜上的直角升降式滑轨的滑轨7上。
5-2、按照方法四步骤2的方法将制备好的带有培养液和细菌悬液的凹槽载片21放在显微镜的镜台上，先让培养液小滴聚焦后再适当提升镜台，并将凹槽载片21从高倍镜48下向左移出。
5-3、调节磁性橡胶块B在滑轨7上的位置使显微毛细管44的端部位于视野中部，再仔细调节升降调节螺钉5使显微毛细管44的端部聚焦。
5-4、操纵显微镜的推动装置使凹槽载片21右移，当显微毛细管的端部进入灭菌液体石蜡密封层后即用注射器46吸入部分液体石蜡，继续推进使培养液小滴正好位于显微毛细管44的端部上方。
5-5、调节显微镜的升降装置使凹槽载片21下降，按照4-5的步骤制备系列培养液微室，然后提升显微镜的镜台使凹槽载片21离开显微毛细管44的端部。
5-6、调节显微镜的推动装置将细菌悬浮液移至显微毛细管44的端部上方，重复方法4-6的步骤，吸入少量细菌悬浮液后，再小心逐一地排放到已制备好的系列培养液微室中，重复本方法的步骤，可使每一微室最终只含有一个细菌细胞。
5-7、按照4-7的步骤，可以获得细菌的单细胞纯培养体。
实施例六：
接圈与不同型号的显微镜物镜的配套
（一）显微镜型号：日本Olympus BH-2型
物镜外形：上粗下细阶梯形（上半部直径24.6mm，下半部直径22mm）。
物镜接圈：内接圈内径22.05mm，外径24.6mm。
外接圈内径24.7mm，外径25mm。
（二）显微镜型号：联邦德国蔡司Wetzlar普通萤光相差三用显微镜（国产光学显微镜的物镜与本类相同）。
物镜外形：园柱形，直径21mm。
物镜接圈：只用外接圈，内径21.05mm，外径24.7mm。
实施例七：
垂直升降式直角滑轨
滑轨尺寸：长×宽×高＝70×9.7×3mm
滑轨凹槽：长×宽×高＝70×3×1.7mm
齿轮直径：8～10mm
垂直导轨长度：40～50mm
实施例八：
倾角可调式斜角滑轨
滑轨尺寸：长×宽×高＝48×9.7×2.5mm
滑轨凹槽：长×宽×高＝48×3×1.7mm
滑轨与接圈交角：0～80°内可调
实施例九：
镜台附加器
底板尺寸：长×宽×高＝70×40×2.5mm
支承架尺寸：长×宽×高＝100×20×10mm
支承架半槽尺寸：长×宽×高＝50×10×7.5mm
支承架凸台尺寸：长×宽×高＝10×5.3×2mm
调节杠杆尺寸：长×宽×高＝47.6×10×3mm
调节杠杆上园柱形轴尺寸：直径3mm，长14.4mm
叉型滑轨尺寸：长×宽×高＝63×10×2.5mm
叉型开口尺寸：长×宽＝53×3.2mm
实施例十
磁性橡胶块
磁性橡胶部分的尺寸：长×宽×高＝21×10×5mm
透明塑料部份的尺寸：（直角梯形），上底15mm，下底21mm，高4.3mm
定滑轮直径尺寸：10～12mm
实施例十一：
（一）凹槽载片：
底板尺寸：长×宽×高＝75.8×26×2～3mm
凹槽尺寸：长×宽×高＝26×15.8×2mm
（二）凹槽载片
底板尺寸：长×宽×高＝75.8×35×2～3mm
凹槽尺寸：长×宽×高＝35×27.8×2mm
本发明的装置和方法还可用于：
1、从真核生物细胞中分离和转移细胞核和细胞器等。
2、动、植物器官和组织的显微解剖和分离。
3、微量混合物中的组分分离。
本发明与已有技术相比具有结构简单、功能齐全，价格便宜、操作方便和用途广泛等特点，适合生物科学研究单位和教学单位使用。