[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙模式的全內(nèi)反射顯微系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910304022.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110082901A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮乂;李衎;葉偉;張婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江光影科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B21/06
• 分類(lèi)號(hào): G02B21/06;G02B21/36
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 趙衛(wèi)康

一種雙模式的全內(nèi)反射顯微系統(tǒng)，屬于顯微儀器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括入射光路組件、成像組件和數(shù)據(jù)采集組件，入射光組件包括激光器、準(zhǔn)直透鏡、起偏器、光柵、會(huì)聚透鏡和光學(xué)掩膜；成像組件包括物鏡、分光鏡、二向色鏡、反射鏡、透鏡、CCD相機(jī)和EM?CCD相機(jī)；數(shù)據(jù)采集組件包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)采集軟件。本發(fā)明能夠利用計(jì)算機(jī)程序算法構(gòu)建出物體超分辨率熒光圖像，降低成像過(guò)程的復(fù)雜度，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；并且在此基礎(chǔ)上，添加一種基于物體散射場(chǎng)幅度測(cè)量的成像模式，與原有熒光成像模式聯(lián)用，形成雙模態(tài)的成像顯微系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯微儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙模式的全內(nèi)反射顯微系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在生物、材料等領(lǐng)域，顯微系統(tǒng)作為成像儀器被廣泛使用，例如熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡、近場(chǎng)顯微鏡等。以全內(nèi)反射熒光顯微技術(shù)為例，它是通過(guò)調(diào)制照明光， 擴(kuò)展了成像系統(tǒng)空間頻率可觀(guān)測(cè)區(qū)域—光學(xué)傳遞函數(shù)，使成像分辨率成功突破了光學(xué)顯微成像極限限制。

然而目前的熒光顯微技術(shù)存在以下問(wèn)題：1、一般熒光顯微鏡只提供了生物物體熒光功能圖像，缺乏物體結(jié)構(gòu)信息考查能力；2、以上述全內(nèi)反射熒光顯微技術(shù)為例，已知照明光的具體參數(shù)是該顯微鏡超分辨物體熒光圖像獲取的必要條件，記錄照明光的具體參數(shù)是必需的測(cè)量過(guò)程，因此，實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種雙模式的全內(nèi)反射顯微系統(tǒng)，其能夠利用計(jì)算機(jī)程序算法構(gòu)建出物體超分辨率熒光圖像，降低成像過(guò)程的復(fù)雜度，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性；并且在此基礎(chǔ)上，添加一種基于物體散射場(chǎng)幅度測(cè)量的成像模式，與原有熒光成像模式聯(lián)用，形成雙模態(tài)的成像顯微系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種雙模式的全內(nèi)反射顯微系統(tǒng)，包括入射光路組件、成像組件和數(shù)據(jù)采集組件，

所述入射光組件包括激光器、準(zhǔn)直透鏡、起偏器、光柵、會(huì)聚透鏡和光學(xué)掩膜；

所述成像組件包括物鏡、分光鏡、二向色鏡、反射鏡、透鏡、CCD相機(jī)和EM-CCD相機(jī)；

所述數(shù)據(jù)采集組件包括數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)采集軟件。

本發(fā)明采用全內(nèi)反射的方式進(jìn)行照明，使用光柵調(diào)制入射光(波長(zhǎng)λ=485nm)，在光路中加入光學(xué)掩膜，只允許±1級(jí)的衍射光通過(guò)，并聚焦在高倍數(shù)、高數(shù)值孔徑物鏡（油鏡，100X TIRF，NA=1.49）的后焦面上，經(jīng)過(guò)物鏡后重新變?yōu)槠叫泄狻Ｈ肷涔獠ㄩL(zhǎng)、物鏡類(lèi)型不僅限于此，可根據(jù)實(shí)際需求靈活更換。在物體-基底界面處，入射光入射角大于全反射臨界角，從而在界面處形成倏逝波，同時(shí)兩束平行光發(fā)生干涉，在物體-基底界面處產(chǎn)生余弦結(jié)構(gòu)倏逝駐波照明物體。基底采用通用載玻片，厚度范圍為0.13mm-0.17mm。物體熒光信號(hào)與物體受激產(chǎn)生的散射場(chǎng)通過(guò)同一物鏡收集，成像光路中插入二向色鏡，將物體散射場(chǎng)與熒光信號(hào)分離，最后通過(guò)CCD、EM-CCD相機(jī)分別測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，因生物細(xì)胞物體折射率范圍在1.33-1.38。比如，對(duì)于數(shù)值孔徑為NA=1.49的物鏡，可利用數(shù)值孔徑ΔNA范圍為0.11-0.16，入射角具有18度的調(diào)節(jié)范圍，光束校準(zhǔn)比較容易，也方便改變光束強(qiáng)度。同時(shí)，高數(shù)值孔徑也有利于盡可能多的收集物體散射場(chǎng)信息。因此，宜選用NA較大的物鏡（限定范圍）。另外，本系統(tǒng)采用反射式成像，即光源和采集模塊CCD相機(jī)在物體對(duì)側(cè)，利用載玻片進(jìn)行載物，因此物鏡需要使用油鏡，介質(zhì)油折射率與載玻片折射率應(yīng)相匹配。