[發明專利]一種并行探測熒光發射差分顯微成像的方法和裝置

在審

• 申請號: 201910292539.1
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110118726A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 匡翠方;陳宇宸;張乘風;徐良;劉旭;李海峰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/64
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 鄭紅莉

1.一種并行探測熒光發射差分顯微成像的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)激光器發出激光光束，準直后轉換為線偏振光；

2)對所述線偏振光進行相位調制，調制圖案為0相位圖，其調制函數為f₁(r,θ)＝0，其中r為光束內某一點到光軸的距離，θ為該點垂直光軸的剖平面上位置極坐標矢量與極軸的夾角；

3)相位調制后的線偏振光轉換為圓偏振光，并投射在待測樣品上激發出熒光信號；

4)收集的熒光信號通過多模光纖陣列進入與多模光纖陣列內光纖數量對應的探測器陣列內，歸一化處理獲得并行探測熒光信號光強I₁(x，y)，其中x，y為樣品上掃描點的二維坐標；

5)將步驟2)中的調制圖案切換為渦旋相位圖，其調制函數為f₁(r,θ)＝θ，其中r為光束內某一點到光軸的距離，θ為該點垂直光軸的剖平面上位置極坐標矢量與極軸的夾角；

6)重復步驟3)和步驟4)，再次獲得并行探測熒光信號光強I₂(x，y)，其中x，y為樣品上掃描點的二維坐標；

7)最終的并行探測差分信號光強I(x，y)由兩次掃描獲得的并行探測熒光信號光強計算得到，計算公式為I(x，y)＝I₁(x，y)-βI₂(x，y)，其中β為經驗參數。

2.如權利要求1所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的方法，其特征在于：所述線偏振光為p偏振光。

3.如權利要求1所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的方法，其特征在于：所述步驟2)中調制后的激光束為高斯光束。

4.如權利要求1所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的方法，其特征在于：所述步驟5)中調制后的激光束為空心光束。

5.如權利要求1所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的方法，其特征在于：所述的并行探測差分信號光強值I(x，y)為負時，I(x，y)＝0。

6.一種并行探測熒光發射差分顯微成像的裝置，包括產生激發光束的照明系統和收集樣品發出熒光信號的探測系統，其特征在于：

所述照明系統的光軸上依次設有：激光器；將激光光束轉換為準直的p偏振光的準直物鏡、起偏器和二分之一波片；對p偏光進行相位調制的空間光調制器；將p偏光轉換為圓偏光的四分之一波片；改變圓偏光的方位角并偏轉光路對樣品進行二維掃描的二維掃描振鏡系統；

所述探測光路的光軸上，依次設有：收集熒光信號的物鏡；將熒光聚焦到多模光纖陣列上的聚焦透鏡和采集熒光信號的探測器陣列；

還設有空間光調制器和二維掃描振鏡系統的控制器以及用于處理熒光信號的計算機。

7.如權利要求6所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的裝置，其特征在于：所述的空間光調制器的入射光和出射光的夾角應盡可能小。

8.如權利要求6所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的裝置，其特征在于：所述的空間光調制器可切換0相位圖案和渦旋相位圖；

在為0相位圖案時，其調制函數為f₁(r,θ)＝0，其中r為光束內某一點到光軸的距離，θ為該點垂直光軸的剖平面上位置極坐標矢量與極軸的夾角；

在為渦旋相位圖時，其調制函數為f₁(r,θ)＝θ，其中r為光束內某一點到光軸的距離，θ為該點垂直光軸的剖平面上位置極坐標矢量與極軸的夾角。

9.如權利要求6所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的裝置，其特征在于：所述的多模光纖陣列中的每根多模光纖與探測器陣列中的一個探測器相連。

10.如權利要求6所述的并行探測熒光發射差分顯微成像的裝置，其特征在于：所述的多模光纖陣列包括呈中心多模光纖，以及環列在所述中心多模光纖外的至少兩層排列呈環形的多模光纖。