[發明專利]多模態生物顯微分析儀有效

申請號：	201210244228.6	申請日：	2012-07-13
公開（公告）號：	CN102788756A	公開（公告）日：	2012-11-21
發明（設計）人：	黃海清;谷朝臣;戚進;張卿卿	申請（專利權）人：	上海凱度機電科技有限公司
主分類號：	G01N21/27	分類號：	G01N21/27;G01N21/64
代理公司：	上海漢聲知識產權代理有限公司 31236	代理人：	郭國中
地址：	200240 上海市閔行***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	多模態生物顯微分析
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種顯微分析儀，具體涉及一種多模態生物顯微分析儀。

背景技術

隨著科學研究、醫療、生產對技術要求的提升，顯微成像和分析在疾病診斷和組織病理分析、新藥研發和藥理分析、環境監測和保護等領域都有強烈的應用需求。以傳統顯微鏡為主體和以人工觀察為主要工作方式的生物組織研究，分析手段單一，工作效率低下，已不能滿足高水平科學研究的需求。

目前，市場上的顯微影像包括普通光學圖像顯微系統、熒光顯微成像系統和高光譜顯微成像系統，傳統光學照明的普通光學圖像應用最為廣泛，價格也最為低廉，但是其表征信息量也最少，只有形態學特征信息；熒光顯微成像的具有定向表征，動態表征的能力；高光譜顯微技術能夠測試出樣本對不同波長光線的透射能力，從光源光譜維度上表征組織病理顯微特性；對接收光線進行不同譜段的響應分析，能夠更細致的從成像光譜上觀測其光譜特性，但是價格昂貴，限制了其發展。

近年來，國內外在高光譜光源投射/反射照明以及熒光成像的光譜高光譜分析方面做了大量的研究。但是，集成了高光譜光源和熒光光譜分析的顯微系統在國內外尚未出現。本發明采用高光譜可控光源實現光譜顯微成像分析并作為熒光光源實現熒光表征，并通過可切換的熒光濾光片實現傳統光學和熒光顯微模式間的切換；通過可切換的光譜分光棱鏡配合線陣高感光冷CCD及其CCD線性掃描驅動裝置，實現樣本顯微成像的光譜分析和形態分析模式之間的切換。將高光譜成像技術，熒光成像技術與生物醫學顯微鏡緊密結合，實現形態學與對不同波段光譜響應結果的定性、定量研究的有機組合，為科研人員從生物組織和細胞切片層面來實現高分辨率、多維信息采集、處理與重建研究提供了新的輔助手段。

發明內容

一種多模態生物顯微分析儀，包括：多模式顯微成像、高光譜熒光光源系統和控制系統，多模式顯微成像系統用以自動進行圖像采集，并將采集到的圖像發送至控制系統；高光譜光源系統用以提供多模式顯微成像的寬光譜連續可調的光線條件；控制系統分別與多模式顯微成像連接，用以控制多模式顯微成像系統和高光譜光源系統的動作，并對多模式顯微成像系統采集到的圖像進行分析識別，以及，對識別結果進行存儲；多模式顯微成像系統進一步包括：

切片連續裝載模塊：用以對多切片進行自動切換、裝載、掃描，并進行編號和存儲；

納米級多自由度載物臺模塊：應以將切片通過高精密電機控制調節到合適的成像距離，控制成像像面基本保持在一個水平基線上；

線陣CCD掃描成像模塊：用以控制CCD的積分時間和采集幀率等相關控制信號，控制CCD芯片采集合成相關光學圖像；

顯微透鏡組：用以實現切片在載物臺上的顯微成像；

可切換吸收熒光濾光模塊：用以切換調整光源輸出為高光譜，熒光光譜以及常規光譜輸出；

光譜分光/聚焦模塊：用以控制輸出的光譜動態范圍，實現多光譜的分光輸出；

CCD線性掃描驅動模塊：用以控制CCD的曝光時間、光學增益以及掃描間隔，與上位機通信，合理控制CCD成像條件；

切片連續裝置裝載切片給載物臺，通過顯微透鏡組實現光路轉換，切換吸收熒光濾光模塊對進來的光線進行三種模式的切換，后端的光譜分光聚焦模塊實現光信號的分離，利用CCD線性掃描驅動和成像模塊，實現光線在CCD像元上的延時積分，輸出相關的采樣電信號合成相關圖像。

依照本發明較佳實施例所述的多模態生物顯微分析儀，該高光譜熒光光源系統包括：高強度LED模塊、可切換熒光濾光模塊和光源模式切換控制模塊，其中，

高強度LED模塊：用以根據實驗環境調節LED強度來獲取合理的照度，實現整套光路系統的基礎照明。

可切換熒光濾光模塊：用以控制是否采取激發態光源，輸出熒光光源。

光源模式切換控制模塊：用以控制輸入光源為常規光源、熒光光源和高光譜光源。