[發(fā)明專利]一種三色熒光顯微成像系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2015-05-11
• 公開（公告）號: CN104849252B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾紹群;駱清銘;尚振華;楊濤;呂曉華
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于顯微成像領(lǐng)域，更具體地，涉及一種三色熒光顯微成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在生物樣本的結(jié)構(gòu)成像中，熒光標(biāo)記技術(shù)可以特異性的標(biāo)記感興趣的組織結(jié)構(gòu)。采用不同顏色的熒光物質(zhì)標(biāo)記樣本結(jié)構(gòu)，讓生物學(xué)家可以同時(shí)觀察不同的結(jié)構(gòu)信息。多種顏色標(biāo)記的生物樣本需要相應(yīng)的成像系統(tǒng)，將不同顏色的熒光信號區(qū)分開并進(jìn)行成像。現(xiàn)有的商業(yè)系統(tǒng)中，大都采用點(diǎn)掃描成像模式進(jìn)行多色熒光的激發(fā)，采用光電倍增管進(jìn)行多通道信號的采集。這種點(diǎn)成像的方式成像速度較慢，不適用于大面積樣本成像。

如果使用線掃描的模式或者面成像的模式，往往需要科研級的線陣列相機(jī)或面陣列相機(jī),這些相機(jī)由于體積較大，對于多通道成像來說，多個(gè)相機(jī)很難布置。再加上有不同的激光合束和激發(fā)光路的要求，系統(tǒng)將會(huì)變得很復(fù)雜以至于很難調(diào)校和維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其目的在于通過對三色激發(fā)光路和成像光路模塊化，設(shè)計(jì)出一種能同時(shí)對三波段熒光同時(shí)進(jìn)行成像的熒光顯微成像系統(tǒng)，由此解決的現(xiàn)有的熒光成像系統(tǒng)不能同時(shí)對多色熒光進(jìn)行線成像或面成像，并且光路調(diào)校較為復(fù)雜的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其特征在于，包括三色激光合束模塊、第一二向色鏡、物鏡以及三色熒光成像模塊；所述三色激光合束模塊用于將三種單色光合并成一束三色激光，投射在第一二向色鏡上；第一二向色鏡反射激光同時(shí)透射熒光，其用于反射三色激光，投射在物鏡上；所述物鏡用于透過三色激光并收集激發(fā)的混合熒光，并將收集到的混合熒光投射在第一二向色鏡上，第一二向色鏡用于透射混合熒光，投射在三色熒光成像模塊上；所述三色熒光成像模塊，用于將混合熒光分離并成像。

優(yōu)選地，所述三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其三色熒光成像模塊，包括三個(gè)科研級相機(jī)及三通道顯微鏡接口；所述三通道顯微鏡接口，包括外殼、分光模塊和筒鏡；所述外殼上具有三個(gè)透光孔；所述分光模塊設(shè)置在外殼內(nèi)部，包括平行設(shè)置的成像模塊第一二向色鏡和成像模塊第二二向色鏡，入射的混合熒光經(jīng)過筒鏡落在成像模塊第一二向色鏡上，產(chǎn)生第一透射光和第一反射光，其中第一透射光，通過外殼上相應(yīng)位置的透光孔出射，第一反射光為寬波段光，第一反射光落在成像模塊第二二向色鏡上，產(chǎn)生第二透射光和第二反射光，第二透射光和第二反射光分別通過接口外殼上相應(yīng)位置的透光孔出射，第一透射光、第二透射光和第二反射光為波段不同的熒光；入射光從第一二向色鏡到各透光孔像面的光程相同；所述三個(gè)科研及相機(jī)和三個(gè)透光孔通過接口連接。

優(yōu)選地，所述三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其三色激光合束模塊，包括用于產(chǎn)生三中單色激光的第一至第三激光器，以及三色激光合束模塊第一、第二二向色鏡；所述第一、第二激光器產(chǎn)生的激光交點(diǎn)落在三色激光合束模塊第一二向色鏡所處的平面內(nèi)，第一、第二激光器產(chǎn)生的激光與三色激光合束模塊第一二向色鏡分別呈45°，所述第一激光器產(chǎn)生的激光投射在三色激光合束模塊第一二向色鏡并透射，所述第一激光器產(chǎn)生的激光投射在三色激光合束模塊第一二向色鏡并反射，與三色激光合束模塊第一二向色鏡的透射激光合成第一合束激光；所述第一合束激光和第三激光器產(chǎn)生的激光焦點(diǎn)落在三色激光合束模塊第二二向色鏡所處的平面內(nèi)，第一合束激光和第三激光器產(chǎn)生的激光與三色激光合束模塊第二二向色鏡分別呈 45°，所述第一合束激光投射在三色激光合束模塊第二二向色鏡并透射，所述第三激光器產(chǎn)生的激光投射在三色激光合束模塊第二二向色鏡并反射，與三色激光合束模塊第二二向色鏡的透射激光合成所述三色激光出射。

優(yōu)選地，所述三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其還包括光斑整形模塊，設(shè)置在三色激光合束模塊和第一二向色鏡之間，用于將三色激光的光斑整形成橢圓形光斑，所述三色熒光成像模塊采用線成像方式。

優(yōu)選地，所述三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其還包括進(jìn)近紅外光源和合束鏡，所述近紅外光源和三色激光通過合束鏡合束后投射在第一二向色鏡上。近紅外光源可以在成像的過程中進(jìn)行調(diào)焦并且不干擾熒光的成像。

優(yōu)選地，所述三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其還包括三目鏡筒和/或CCD、以及第二二向色鏡，所述第二二向色鏡設(shè)置在第一二向色鏡和三色熒光成像模塊之間，用于透射近紅外光并投射在所述三目鏡筒和/或CCD上成像，同時(shí)反射混合熒光投射在所述三色熒光成像模塊上。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：