[發明專利]多光子激發光片照明顯微成像系統

在審

• 申請號: 201510089899.3
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104677871A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 楊鑫;惠輝;田捷;董迪;馬喜波
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京博維知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11486
• 代理人: 方振昌

技術領域

本發明屬于光學領域，尤其涉及熒光顯微成像技術。

背景技術

現有熒光顯微成像按照成像方式可分為通過點掃描方式成像的掃描顯微成像和通過側面薄光束照射激發熒光后再使用CCD等進行探測成像的光片照明顯微成像；此外，現有熒光顯微成像按熒光激發條件可分為單光子激發和雙光子激發，雙光子激發又稱多光子激發，雙光子激發指的是在較高光子密度下，熒光分子可以同時吸收兩個長波長光子，經過激發壽命后發射出波長較短的光子，因而雙光子激發能夠利用較單光子激發波長更長的光波來激發熒光，也即可以利用近紅外光進行熒光激發，而近紅外光具備兩個優勢：第一是穿透深度較高也即成像深度高從而適用于觀察厚樣本，第二是對待檢測的活體樣本毒性小從而適用于觀察生物活體樣本。

現有技術中，存在利用點掃描成像方式的多光子激發掃描成像技術，該技術雖然能對活體生物樣本進行檢測，但由于是通過逐點掃描獲取熒光圖像，使用該技術檢測并生成圖像的速度緩慢。

發明內容

本發明提供一種成像速度快的多光子激發光片照明顯微成像系統，用于解決現有顯微成像技術中成像速度慢的技術缺陷。

本發明提供一種多光子激發光片照明顯微成像系統，包括從前至后依次位于所述成像系統的熒光光路上的：多光子激光單元、照明單元、成像檢測單元；

所述多光子激光單元，用于產生和調制激光并將調制后的激光送入照明單元；所述照明單元設于所述待檢測樣本的側面，用于接收所述調制后的激光再產生一個光片照明并激發待檢測樣本產生熒光；所述成像檢測單元位于待檢測樣本上方，用于探測待檢測樣本產生的熒光并轉為數字圖像，至少包括探測所述熒光并轉為電信號的光電探測相機。

特別的，所述照明單元包括在所述成像系統的熒光光路上位置依次靠后的多光子光片產生光路和照明物鏡；

所述多光子光片產生光路用于接收所述調制后的激光再產生一個光片從而入射所述照明物鏡；所述照明物鏡用于接收光片再照明并激發待檢測樣本產生熒光。

特別的，所述照明物鏡接收的光片均與所述成像檢測單元的軸垂直且所述光片照在待檢測樣本上的激發位置在所述成像檢測單元的焦平面內。

特別的，所述多光子激光單元包括在所述成像系統的熒光光路上位置依次靠后的激光光源和多光子激發光路；

所述激光光源用于產生高光子密度的激光并送入所述多光子激發光路，所述多光子激發光路用于接收并調制所述激光并送入所述照明單元。

特別的，所述成像檢測單元包括在所述成像系統的熒光光路上位置依次靠后的載物臺、成像物鏡和濾波片；

所述載物臺用于固定和改變待檢測樣本的激發位置，以使待檢測樣本受激產生在多個角度或深度的熒光；所述成像物鏡位于待檢測樣本上方，用于聚焦所述熒光并送入所述濾波片；所述濾波片固定設置于所述光電探測相機的所述光路前方，用于濾除所述熒光中的雜光。

特別的，所述載物臺至少包括微操作控制器，所述微操作控制器用于對待探測樣本執行平移或繞豎直軸轉動的操作，以調整所述待探測樣本與所述成像系統光路的相對位置。

特別的，所述成像檢測單元還包括電信號采集控制模塊與中央處理模塊，所述電信號采集控制模塊具體用于接收所述光電探測相機輸出的電信號并轉換為數字信號，所述中央處理模塊具體用于接收所述數字信號并生成數字圖像。

本發明的有益效果為：

本發明多光子激發光片照明顯微成像系統通過采用光片照明顯微成像技術來對多光子激發待檢測樣本產生的熒光進行探測成像，使相應成像檢測單元可以進行并行圖像采集，從而相比于現有技術中的多光子激光點掃描顯微成像提高了成像速度，而多光子激發由于利用了近紅外激發光提高了檢測深度，也就是說在保證成像速度的條件下可以達到較高的檢測深度，因此可以實現對較厚的生物活體的動態成像；由于綜合了能實現并行圖像采集的光片照明顯微成像的成像速度和雙光子激發的成像深度等兩方面的優勢，在醫學成像領域，本發明可以用于對斑馬魚、果蠅等活體生物進行動態發育成像和神經元活動記錄。

附圖說明

圖1為本發明實施例一多光子激發光片照明顯微成像系統的結構框圖；

圖2為本發明實施例一多光子激發光片照明顯微成像系統的架構圖；

圖中：1-多光子激光單元，11-激光光源，12-多光子激發光路，2-照明單元，21-多光子光片產生光路，22-照明物鏡，3-成像檢測單元，31-載物臺，32-成像物鏡，33-濾波片，34-光電探測相機，35-電信號采集控制模塊，36-中央處理模塊。

具體實施方式