[發明專利]一種基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準方法和裝置

有效

• 申請號: 201310493645.9
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103543135A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 匡翠方;王軼凡;劉旭;修鵬;方月
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準方法，適用于具有脈沖激發光和連續損耗光的STED超分辨顯微系統，其特征在于，包括以下幾個步驟：

1）同時啟用脈沖激發光和連續損耗光，所述的脈沖激發光和連續損耗光轉換為圓偏光后經顯微物鏡聚焦到熒光樣品表面，收集熒光顆粒發出的熒光，得到聚焦點的熒光強度和熒光壽命；

2）橫向移動所述的熒光樣品，重復步驟1），獲得對應掃描區域內各掃描點的熒光強度信息和熒光壽命信息；

3）對步驟2）獲得的熒光強度信息和熒光壽命信息進行分析，選擇單顆熒光顆粒的熒光強度光斑、擬合光斑中心并記錄光斑中心坐標，同時提取所述熒光強度光斑對應的壽命分布，擬合壽命的最長點并記錄最長點坐標，計算得到光斑中心與壽命最長點的距離；

4）根據步驟3）算得的距離，改變所述連續損耗光入射顯微物鏡的角度，使光斑中心與壽命最長點完全重合，完成光斑的橫向對準；

5）對步驟3）中選擇的單顆熒光顆粒，重復步驟1）中的操作，選取穿過顆粒中心的軸向切面進行掃描，并移動所述的熒光樣品完成軸向二維掃描，獲得對應各點的熒光強度信息和熒光壽命信息；

6）根據步驟5）中單顆熒光顆粒的橢圓熒光光斑及熒光光斑對應的壽命分布，調節所述連續損耗光的發散度，使得長壽命區域貫穿熒光光斑的中間區域且沿橢圓熒光光斑長軸和短軸呈軸對稱分布，完成光斑的軸向對準。

2.如權利要求1所述的基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準方法，其特征在于，以熒光樣品的顆粒稀疏區域作為所述步驟2）中的掃描區域。

3.如權利要求2所述的基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準方法，其特征在于，所述顆粒稀疏區域確定方法為：

單獨使用脈沖激發光，并將脈沖激發光調制為圓偏光，然后由顯微物鏡聚焦到樣品表面，對樣品表面進行二維掃描，收集熒光顆粒發出的熒光，得到相應的掃描圖像，根據所述掃描圖像上熒光顆粒的分布，選取所述的顆粒稀疏區域。

4.如權利要求1所述的基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準方法，其特征在于，所述的脈沖激發光和連續損耗光轉換為經相位調制后的平行光。

5.一種基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準裝置，其特征在于，包括：

沿脈沖激發光光路依次布置的脈沖激發光生成裝置和脈沖激發光快門；

沿連續損耗光光路依次布置的連續損耗光生成裝置、連續損耗光快門和二色鏡；

四分之一波片，用于將所述的脈沖激發光和連續損耗光調制為圓偏光；

顯微物鏡，用于將所述圓偏光聚焦至熒光樣品并收集熒光；

信息采集裝置，用于采集所述顯微物鏡收集熒光的強度信息和壽命信息；

以及與所述信息采集裝置連接的計算機。

6.如權利要求5所述的基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準裝置，其特征在于，所述的脈沖激發光生成裝置包括沿光路依次布置的脈沖激光器、第一單模保偏光纖、第一準直透鏡、第一起偏器、第一四分之一波片和第一二分之一波片。

7.如權利要求5所述的基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準裝置，其特征在于，所述的連續損耗光生成裝置包括沿光路依次布置的連續激光器、第二單模保偏光纖、第二準直透鏡、第二起偏器、第二四分之一波片、第二二分之一波片和0～2π渦旋位相板。

8.如權利要求5所述的基于熒光壽命分布的納米精度光斑對準裝置，其特征在于，所述的信息采集裝置包括沿收集熒光的光路依次布置的濾光片、透鏡、多模光纖、雪崩二極管和時間相關單光子計數系統，且時間相關單光子計數系統分別與所述的計算機和脈沖激發光生成裝置連接。