[發(fā)明專(zhuān)利]熒光收集裝置、微型雙光子顯微鏡及雙光子成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811494384.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109724954B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳潤(rùn)龍;徐陽(yáng)陽(yáng);吳丹磊;胡炎輝;王愛(ài)民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京超維景生物科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/64
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種集成光遺傳操控的熒光收集裝置，其特征在于，包括：

光遺傳光源控制器、光遺傳操控光源、第一光纖、第一光纖通用接口、第二光纖通用接口、光電倍增管以及在所述第一光纖通用接口和所述第二光纖通用接口之間的第一光路、在所述第二光纖通用接口和所述光電倍增管之間的第二光路，其中：

所述第一光路依次包括位于所述第一光纖通用接口和所述第二光纖通用接口之間的第一透鏡、第一濾光片、二向色鏡、紅外濾光片以及耦合透鏡；其中，所述第一光路，用于傳導(dǎo)所述第一光纖傳輸?shù)牡谝患す庑盘?hào)從所述第一光纖通用接口至所述第二光纖通用接口，所述第一激光信號(hào)為所述光遺傳光源控制器控制所述光遺傳操控光源發(fā)出的激光信號(hào)；

所述第二光路依次包括位于所述第二光纖通用接口和所述光電倍增管之間的所述耦合透鏡、所述紅外濾光片、二向色鏡、第二濾光片以及第二透鏡；其中所述第二光路，用于傳導(dǎo)所述熒光收集裝置收集到的雙光子熒光信號(hào)從所述第二光纖通用接口至所述光電倍增管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成光遺傳操控的熒光收集裝置，其特征在于，所述光遺傳操控光源具體為多種發(fā)出單一波長(zhǎng)激光信號(hào)的激光光源或用于調(diào)制不同頻率激光信號(hào)的調(diào)諧激光器。

3.一種微型雙光子顯微鏡，其特征在于，包括：

微型雙光子顯微鏡探頭、掃描控制器、飛秒脈沖激光器、光纖耦合模塊以及權(quán)利要求1或2所述的集成光遺傳操控的熒光收集裝置，所述熒光收集裝置和所述光纖耦合模塊均與所述微型雙光子顯微鏡探頭光纖通信連接，所述熒光收集裝置和所述微型雙光子顯微鏡探頭均與所述掃描控制器電連接，其中：

所述飛秒脈沖激光器，用于輸出第二激光信號(hào)至所述光纖耦合模塊，其中，所述第二激光信號(hào)用于激發(fā)待測(cè)生命體腦部神經(jīng)區(qū)域的熒光探針產(chǎn)生雙光子熒光信號(hào)；

所述光纖耦合模塊，用于耦合所述飛秒脈沖激光器輸出的所述第二激光信號(hào)，并將所述第二激光信號(hào)傳輸至所述微型雙光子顯微鏡探頭；

所述微型雙光子顯微鏡探頭，用于接收所述熒光收集裝置發(fā)送的所述第一激光信號(hào)，并輸出所述第一激光信號(hào)至待測(cè)生命體腦部神經(jīng)區(qū)域的光遺傳蛋白，以及獲取熒光探針激發(fā)后產(chǎn)生的所述雙光子熒光信號(hào)，并輸出所述雙光子熒光信號(hào)至所述熒光收集裝置，其中所述光遺傳蛋白和所述熒光探針位于所述神經(jīng)區(qū)域的同一位置；

所述熒光收集裝置，用于輸出所述第一激光信號(hào)至所述微型雙光子顯微鏡探頭，以及接收所述微型雙光子顯微鏡探頭傳輸?shù)乃鲭p光子熒光信號(hào)；

所述掃描控制器，用于控制所述微型雙光子顯微鏡探頭對(duì)所述第二激光信號(hào)進(jìn)行掃描并激發(fā)所述熒光探針產(chǎn)生所述雙光子熒光信號(hào)，以及獲取所述熒光收集裝置中所述光電倍增管轉(zhuǎn)換所述雙光子熒光信號(hào)得到的電信號(hào)，其中所述電信號(hào)用于生成反映神經(jīng)元活性的鈣離子圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型雙光子顯微鏡，其特征在于，還包括復(fù)用光纖，其中：

所述復(fù)用光纖，用于在所述微型雙光子顯微鏡探頭和所述熒光收集裝置之間傳輸所述第一激光信號(hào)和所述雙光子熒光信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型雙光子顯微鏡，其特征在于，還包括控制器通用控制接口，所述控制器通用控制接口設(shè)置在所述光遺傳光源控制器上，其中：

所述掃描控制器通過(guò)所述控制器通用控制接口控制所述光遺傳光源控制器輸出頻率調(diào)制后的所述第一激光信號(hào)。

6.一種基于權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的微型雙光子顯微鏡的神經(jīng)元雙光子成像方法，其特征在于，包括：

在待測(cè)生命體腦部神經(jīng)區(qū)域的同一位置分別植入光遺傳蛋白和熒光探針后，通過(guò)頻率調(diào)制后的所述第一激光信號(hào)間歇式照射激活所述光遺傳蛋白，引發(fā)所述位置的神經(jīng)元的膜電位發(fā)生改變以及通過(guò)飛秒脈沖激光器發(fā)射的第二激光信號(hào)激發(fā)所述位置的所述神經(jīng)元上的所述熒光探針，獲取所述熒光探針被激發(fā)后產(chǎn)生的雙光子熒光信號(hào)，其中所述生命體處于自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)且所述生命體的腦部戴有所述微型雙光子顯微鏡；

基于所述雙光子熒光信號(hào)，獲取反映所述神經(jīng)元的膜電位變化的鈣離子圖像。