[發明專利]共焦—光聲雙模顯微成像方法及其裝置

有效

• 申請號: 201010121753.X
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN101782506A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 唐志列;吳泳波;廖燕菲
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N29/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及顯微成像領域中的共焦顯微成像和光聲顯微成像新技術，具體是一種共焦—光聲 雙模顯微成像方法及其裝置。

背景技術

共焦顯微成像技術具有很高的空間分辨率和特有的層析成像能力，因而在生物醫學研究、三 維高密度存儲以及三維微細加工等領域具有廣泛的應用，并取得了許多突破性進展，特別是在生 物醫學研究領域，可以實現對活細胞、細胞組織甚至生物大分子等微小物體進行動態的高分辨率 三維成像，已成為生物醫學研究領域非常有效的研究手段。然而，共焦顯微成像技術是采用物體 的散射光或熒光進行成像，它獲得的儀僅是被觀察物體的結構圖像，無法獲得細胞或生物大分子 的功能圖像。而光聲成像技術是利用光聲信號進行成像，由于光聲信號與生物組織的光學、熱學 和聲學特性有關，因此光聲信號所攜帶的信息量遠遠多于散射光和熒光所攜帶的信息量，可以獲得 生物組織的生物學行為((如生長、凋亡、代謝、病變、突變等)特征信息，從而實現生物功能成 像。然而，由于目前光聲成像技術的分辨率還比較低，只能達到10微米的分辨率，無法觀察細胞 水平的結構圖像。

發明內容

本發明的目的是提供一種能同時進行共焦顯微成像和光聲顯微成像的共焦—光聲雙模顯微成 像方法，對細胞同時進行共焦顯微成像和光聲顯微成像。

本發明的目的還在于提供一種能對細胞同時進行共焦顯微成像和光聲顯微成像的共焦—光聲 雙模顯微成像裝置。

本發明的共焦—光聲雙模顯微成像方法，包括以下步驟：

第一步、對觀察物體進行共焦顯微成像，并對觀察物體進行光聲掃描成像；

第二步、通過雙模圖像對比，獲得生物組織的功能圖像。

第一步中的共焦顯微成像包括：激光器(1)發出的激光，通過斬波器(2)進行調制，然后 通過半透半反鏡(3)進入掃描振鏡(4)進行二維掃描，再由顯微物鏡(5)聚焦到樣品(6)的表 面，樣品(6)產生的散射光和熒光由物鏡(5)收集，經過半透半反鏡(3)反射后被聚焦鏡(7)聚 焦到針孔(8)，透過針孔(8)的散射光和熒光由光電倍增管(9)進行探測，光電倍增管(9)的 輸出信號經過鎖相放大器(10)放大和處理后，輸送到采集卡(11)進行數據采集，再由計算機 (12)進行存儲和圖像重建，實現共焦顯微成像。

第一步中的光聲掃描成像包括：樣品(6)所產生的光聲信號，由光聲傳感器(13)進行探測， 光聲傳感器(13)的輸出信號經過鎖相放大器(10)放大和處理后，輸送到采集卡(11)進行數 據采集，再由計算機(12)進行存儲和圖像重建。

第一步中對觀察物體進行共焦顯微成像和光聲掃描成像同時進行或差時進行。

如圖1所示，本發明的共焦—光聲雙模顯微成像裝置，由共焦顯微成像系統和光聲掃描成像 系統構成，所述共焦顯微成像系統由激光器、激光掃描振鏡、針孔、光電倍增管和顯微鏡支架構 成，激光掃描振鏡、針孔和光電倍增管安裝在顯微鏡支架上；中的激光器1發出的激光，通過斬 波器2進行調制，然后通過半透半反鏡3進入掃描振鏡4進行二維掃描，再由顯微物鏡5聚焦到 樣品6的表面，樣品6產生的散射光和熒光由物鏡5收集，經過半透半反鏡3反射后破聚焦鏡7 聚焦到針孔8，透過針孔8的散射光和熒光由光電倍增管9進行探測，光電倍增管9的輸出信號經 過鎖相放大器10放大和處理后，輸送到采集卡11進行數據采集，再由計算機12進行存儲和圖像 重建，實現共焦顯微成像；

光聲掃描成像系統由光聲傳感器、斬波器、鎖相放大器、數據采集卡和計算機依次電氣連接 構成；樣品6所產生的光聲信號，由光聲傳感器13進行探測，光聲傳感器13的輸出信號經過鎖 相放大器10放大和處理后，輸送到采集卡11進行數據采集，再由計算機12進行存儲和圖像重建。 首先采用顯微物鏡聚焦結合光束掃描光聲成像技術，實現高分辨率的光聲顯微成像，分辨率小于1 微米，然后采用共焦--光聲雙模成像技術，實現對觀察物體同時進行共焦顯微成像和光聲顯微成 像，并通過雙模圖像對比，從而獲得生物組織的功能圖像。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

1、可以對細胞同時進行共焦和光聲雙模顯微成像，共焦顯微成像可以獲得細胞的結構 信息，光聲顯微成像可以獲得細胞的物質成份信息，因此通過雙模顯微成像，可以獲得細胞的成 份空間分布信息和功能信息。