[實用新型]一種具有軸向定位功能的熒光顯微成像裝置

有效

• 申請號: 201420544919.2
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN204116229U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 張運海;昌劍
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01B11/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本實用新型涉及一種熒光顯微成像領域，特別是涉及一種基于相位信息的微粒軸向定位熒光成像裝置。

背景技術

熒光微粒，通常是指那些在激光照射下能夠受激發并發出熒光的一類物質。在生物組織成像或單分子成像中經常遇到離散的熒光微粒，在大多數情況下，這些熒光微粒會隨時間向空間各個方向運動，而正是由于這些不確定性的運動限制了該成像技術在其他領域的應用范圍，因此，能夠精確地探測熒光微粒的空間位置變化情況對許多應用都顯得至關重要。在現有技術中，普通的熒光顯微鏡可以較精確地探測微粒在橫向方向的位置變化，即X、Y方向的位置變化，而沿光軸方向的位置變化即沿Z軸的位置變化則難以探測，共聚焦顯微鏡雖然具有軸向層析成像能力，但成像速度慢，不能夠捕捉熒光微粒在空間方向的快速位置變化。

實用新型內容

為克服現有技術的不足，本實用新型在熒光顯微鏡成像光路中引入一個光學相位分布裝置，使獲得的熒光微粒圖像含有微粒的軸向位置信息。在物鏡的焦面區域的熒光微粒經光路系統后在探測器上獲得形狀為雙旁瓣圖案的圖像；當熒光微粒處于物鏡焦面位置時，即物面處于物鏡焦面位置時，熒光微粒經光學系統后所生成的雙旁瓣圖案中心連線作為基準線；當物面處于離焦位置時，熒光微粒所生成的旁瓣圖像中心連線將與基準線成一角度，該角度值與離焦程度相關；由于熒光顯微成像技術本身可以探測微粒在X、Y方向上的位置，通過定量測定該角度值后，可以獲得熒光微粒的三維位置信息。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種具有軸向定位功能的熒光顯微成像裝置，包括：

激光器、第一透鏡、二色鏡、物鏡、濾光片、筒鏡、第三透鏡、相位板、第二透鏡、探測器；所述相位板其用于將熒光轉化為多階成像性質的熒光光束，以保證熒光光束帶有相位信息；所述相位板和所述物鏡的光瞳處于共軛位置；所述第三透鏡位于所述筒鏡和所述相位板之間，用于保證相位板和物鏡的光瞳處于共軛位置；所述相位板位于所述第二透鏡的后焦面上。

激光器，其為激光光源；

第一透鏡，設置在所述激光器光路上，所述第一透鏡位置可在所述激光器光路上前后調節；

二色鏡，用于反射激光并透射熒光，所述二色鏡設置在所述激光器光路上；

物鏡，用于聚焦由所述二色鏡反射而來的激光并收集由被激光照射的熒光物質所發出的熒光；

濾光片，用于濾除殘留激光和雜散光，并透射熒光；

筒鏡，與所述物鏡匹配，并輸出熒光；

第二透鏡，其用于將具有多階成像性質的熒光光束聚焦；

探測器，其為CCD傳感器，用于接收所述具有多階成像性質的熒光光束，生成雙旁瓣圖像；

計算機，采集和處理所述探測器所得數據。

沿激光光路行進方向，激光依次經過激光器、第一透鏡、二色鏡和物鏡，并最終到達被照射樣本，被照射樣本經激光激發后發出熒光；沿熒光光路行進方向，熒光依次經過物鏡、二色鏡、濾光片、筒鏡、第三透鏡、相位板和第二透鏡，并最終被探測器接收。

本實用新型的有益效果是：1)在傳統熒光顯微系統中加入相位信息，它能夠在準確探測微粒在XY方向位置的基礎上可以精確探測微粒軸向位置信息，從而獲知熒光微粒的三維位置信息，進一步擴大了熒光顯微成像技術在多個科研領域的應用范圍；2)與現有大型熒光顯微成像設備相比，裝置結構更簡單，造價成本更低廉，速度快。

附圖說明

圖1為本實用新型的具有軸向定位功能的熒光顯微成像裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型的雙旁瓣圖像中心連線和水平軸夾角與熒光微粒軸向位置的關系示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1所示，該具有軸向定位功能的熒光顯微成像裝置包括：激光器1、第一透鏡2、二色鏡3、物鏡4、濾光片5、筒鏡6、第三透鏡7、相位板8、第二透鏡9、探測器10和計算機11。