[發明專利]一種雙模態顯微成像系統和方法

有效

• 申請號: 202010059510.1
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111610621B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 施可彬;陳良怡;董大山;黃小帥;李柳菊;毛珩;王愛民
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/06;G02B21/36;G01N21/64
• 代理公司: 成都七星天知識產權代理有限公司 51253
• 代理人: 朱璟

1.一種雙模態顯微成像系統，其特征在于，包括光學衍射層析成像子系統和結構光照明熒光成像子系統；

所述光學衍射層析成像子系統用于基于第一激光進行無標記光學衍射層析成像，以獲取樣本的光學衍射層析圖像；

所述結構光照明熒光成像子系統用于基于第二激光進行熒光成像，以獲取所述樣本的結構光照明熒光圖像；其中，

所述雙模態顯微成像系統包括相互獨立的第一光源和第二光源，所述第一光源用于發射所述第一激光，所述第二光源用于發射所述第二激光；

所述光學衍射層析成像子系統包括所述第一光源、第一聲光調制器、第一半波片、第一偏振分光棱鏡、振鏡、分光鏡和第一相機；所述第一激光至少經過所述第一聲光調制器和所述第一半波片后，被所述第一偏振分光棱鏡分為第一分光和第二分光；所述第一分光至少經過所述振鏡作用后從多個角度照射所述樣本以獲得帶有樣本信息的樣本光；所述樣本光和所述第二分光至少經過所述分光鏡合束后被所述第一相機接收；

所述結構光照明熒光成像子系統包括所述第二光源、第二聲光調制器、第二偏振分光棱鏡、第二半波片、空間光調制器、空間濾波器、偏正旋轉器和第二相機；所述第二激光至少經過所述第二聲光調制器、所述第二偏振分光棱鏡、所述第二半波片和所述空間光調制器后形成結構光；所述結構光至少經過所述空間濾波器和所述偏正旋轉器后形成激發光；所述激發光作用于所述樣本并激發所述樣本產生熒光；所述第二相機用于接收所述熒光；

所述系統還包括第一二向色鏡和第二二向色鏡，所述第一二向色鏡用于分離所述樣本光和所述熒光，所述第二二向色鏡用于分離所述樣本光和所述激發光。

2.如權利要求1所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，所述系統還包括物鏡，其中，

所述物鏡、所述第一二向色鏡、所述第二二向色鏡被所述光學衍射層析成像子系統和所述結構光照明熒光成像子系統共用；

所述第一二向色鏡和所述第二二向色鏡進一步用于在所述光學衍射層析成像子系統中引導所述樣本光至所述分光鏡，以及在所述結構光照明熒光成像子系統中引導所述激發光至所述物鏡以作用于所述樣本；

所述第一二向色鏡進一步用于在所述結構光照明熒光成像子系統中引導所述熒光至所述第二相機。

3.如權利要求2所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，所述系統還包括：

至少一個透鏡用于準直所述第一激光、所述第一分光、所述第二分光、所述樣本光、所述第二激光、所述結構光、所述激發光和/或所述熒光；

至少一個光纖用于傳輸所述第一分光、所述第二分光和/或所述第二激光。

4.如權利要求1-3中任一項所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，所述光學衍射層析圖像為三維圖像，所述結構光照明熒光圖像為二維圖像。

5.如權利要求1-3中任一項所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，

所述結構光照明熒光成像子系統還用于基于第三激光獲取所述樣本的另一結構光照明熒光圖像；其中，所述第三激光與所述第二激光的波長不同。

6.如權利要求1-3中任一項所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，所述第一激光與所述第二激光的波長不同。

7.如權利要求1-3中任一項所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，

所述系統用于以不低于0.3Hz的速度對不小于80μm×80μm×40μm的視場范圍進行所述熒光成像以及所述無標記光學衍射層析成像；

所述光學衍射層析圖像的橫向分辨率不低于200nm，縱向分辨率不低于560nm；

所述結構光照明熒光圖像的橫向分辨率不低于100nm。

8.如權利要求1-3中任一項所述的雙模態顯微成像系統，其特征在于，所述系統還包括處理器，所述處理器用于：

基于所述光學衍射層析圖像和所述結構光照明熒光圖像，確定所述樣本在同一定位位置下的雙模態融合圖像。