[發明專利]紅外二窗熒光掃描活體成像裝置及方法

在審

• 申請號: 201910899614.0
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110638427A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 邱海林
• 申請（專利權）人: 邱海林
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 12229 天津合正知識產權代理有限公司
• 代理人: 呂琦

本發明提供了一種紅外二窗熒光掃描活體成像裝置及方法，所述裝置包括：脈沖激光器，用于發射脈沖檢測激光；紅外熒光檢測器，用于發射激發光和接收脈沖激光器發生的激光檢驗樣品后的紅外信號；樣品盛放臺，用于盛放樣品；掃描單元，所述掃描單元用于通過檢測激光和激發光實現對樣品進行掃描；所述掃描單元包括：振鏡模塊，所述振鏡模塊用于根據預設掃描設定模型調整偏轉，提高所述脈沖檢測激光的精準定位；物鏡，所述物鏡與所述振鏡模塊相連接；所述脈沖激光器的激光發射頻率、所述振鏡模塊的偏轉動作與所述紅外檢測器的時序采集同步。可以在ns到ms尺度分辨發光的改變，并有效回避激發光干擾，提高信噪比。

技術領域

本發明屬于生物活體成像技術領域，尤其是涉及一種紅外二窗熒光掃描活體成像裝置及方法。

背景技術

可見光活體成像技術主要采用生物發光(bioluminescence)與熒光(fluorescence)兩種技術。生物發光是用熒光素酶(Luciferase)基因標記細胞或DNA，而熒光技術則采用熒光報告基團(GFP、RFP,Cyt及dyes等)進行標記。可以讓研究人員能夠直接監控活體生物體內的細胞活動和基因行為。通過這個系統，可以觀測活體動物體內腫瘤的生長及轉移、感染性疾病發展過程、特定基因的表達等生物學過程。

目前，市場上己出現商用的近紅外二區熒光宏觀成像系統，可以實現生物標本(如小鼠)的近紅外二區熒光全身成像。此外，近紅外二區熒光成像還可以和寬場顯微成像技術相結合，構成近紅外二區熒光顯微成像系統，進而實現對活體生物樣品高放大倍率下動態的實時觀測。

然而，在實現本發明的過程中，發明人發現如下技術問題：現有的紅外二窗熒光活體成像技術，基本是采用冷凍的IGA銦鎵砷紅外相機拍照方式來獲得紅外二區熒光圖像采集的方法。該種方式至少存在以下問題：需要很高能量的激發光進行激勵，一般需要10W功率以上的激光光源照明，對應小動物活體、生物質測試材料損傷較大，且分辨率通常只有1024×1024像素，仍然無法滿足大視場的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種紅外二窗熒光掃描活體成像裝置及方法，以至少解決現有技術中存在的紅外二窗熒光掃描活體成像激光功率高且分辨率無法到達大視場要求的技術問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本發明提供了一種紅外二窗熒光掃描活體成像裝置，包括：

脈沖激光器，用于發射脈沖檢測激光；

紅外熒光檢測器，用于發射激發光和接收脈沖激光器發生的激光檢驗樣品后的紅外信號；

樣品盛放臺，用于盛放樣品；

掃描單元，所述掃描單元用于通過檢測激光和激發光實現對樣品進行掃描；

所述掃描單元包括：

振鏡模塊，所述振鏡模塊用于根據預設掃描設定模型調整偏轉，提高所述脈沖檢測激光的精準定位；

物鏡，所述物鏡與所述振鏡模塊相連接，用于將偏轉后的激光按照設定的分辨率進行成像；

所述脈沖激光器的激光發射頻率、所述振鏡模塊的偏轉動作與所述紅外檢測器的時序采集同步。

進一步的，所述掃描單元還包括：

桶鏡，所述桶鏡用于調整脈沖檢測激光的光束，所述桶鏡介于所述振鏡模塊和物鏡之間。

進一步的，所述裝置包括：

時間分辨熒光成像采集模塊，用于根據紅外熒光檢測器采集到的熒光信號獲取時間分辨的熒光強度信號。

進一步的，所述樣品盛放臺能夠沿Z軸方向精準運動。

進一步的，所述樣品盛放臺上設有固定裝置，用于固定活體樣品。