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原文传递一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法

专利名称：	一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法
摘要：	本发明实施例公开了一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法，通过分光单元将激光器产生的入射光分离为波长不同的激发光和擦除光；然后由第一光路调整单元调整激发光和擦除光的方向，将激发光与擦除光进行重叠；再由扫描单元将重叠后的激发光和擦除光同步扫描至待成像样品；最后成像单元对待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像。通过本发明的实施，由分光单元通过分光的方式从单一光源中分离出STED超分辨成像所需的两种类型的激光，可以有效降低系统硬件冗杂度，扩展了系统的应用范围，并节省了成像成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳大学
发明人：	严伟;王佳林;张佳;王璐玮;郭勇;屈军乐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910309100.5
公开号：	CN110068560A
代理机构：	深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)
代理人：	袁文英
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号
主权项：	1.一种受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，包括：激光器、分光单元、第一光路调整单元、扫描单元以及成像单元；所述激光器用于产生入射光；所述分光单元用于将所述入射光分离为波长不同的激发光和擦除光；所述第一光路调整单元用于调整所述激发光和擦除光的方向，将所述激发光与擦除光进行重叠；所述扫描单元用于将重叠后的所述激发光和擦除光同步扫描至待成像样品；所述成像单元用于对所述待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像。 2.如权利要求1所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，所述分光单元包括：第一分束子单元、第二分束子单元以及带通滤波子单元；所述第一分束子单元用于将所述入射光分离为波长不同的单路激发光和擦除光；所述带通滤波子单元用于将所述单路激发光分离为多路激发光；所述第二分束子单元用于将所述单路擦除光分离为对应于所述多路激发光的多路擦除光；所述第一光路调整单元具体用于调整所述多路激发光和多路擦除光的方向，将各路激发光分别与对应的擦除光进行重叠，并将所形成的多路重叠光调整为共轴；所述扫描单元具体用于将所述多路重叠光均同步扫描至待成像样品；所述成像单元具体用于对所述待成像样品受激发所产生的所有荧光信号进行多色STED超分辨成像。 3.如权利要求2所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，所述分光单元还包括：螺旋相位板；所述螺旋相位板用于将所述多路擦除光的波前由高斯型分布转换为环形分布。 4.如权利要求2所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，在所述第二分束子单元所分离的擦除光以及所述带通滤波子单元所分离的激发光均为两路时，所述第一光路调整单元包括：第一二向色镜、第二二向色镜、第三二向色镜以及第四二向色镜；所述第一二向色镜用于反射第一路激发光，并透射对应于所述第一路激发光的第一路擦除光，将所述第一路激发光与第一路擦除光进行重叠；所述第二二向色镜用于反射第二路激发光，并透射对应于所述第二路激发光的第二路擦除光，将所述第二路激发光与第二路擦除光进行重叠；所述第三二向色镜用于反射重叠后的所述第二路激发光与第二路擦除光；所述第四二向色镜用于反射重叠后的所述第一路激发光与第一路擦除光。 5.如权利要求4所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，所述第一路激发光、所述第二路激发光、所述第一路擦除光以及所述第二路擦除光的波长分别为：488nm、635nm、592nm以及775nm。 6.如权利要求1所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，所述扫描单元包括：扫描振镜、四分之一玻片以及高数值孔径物镜；所述扫描振镜用于对重叠后的所述激发光和擦除光进行同步扫描；所述四分之一玻片用于将所述扫描振镜出射的光由线偏振转化为圆偏振；所述高数值孔径物镜用于将所述四分之一玻片出射的光聚焦至所述待成像样品。 7.如权利要求1所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，所述成像单元包括：窄带带通滤波片、光电倍增管以及显示与处理子单元；所述窄带带通滤波片用于对所述待成像样品受激发所产生的荧光信号中，目标波段之外的杂散光进行过滤；所述光电倍增管用于放大所述窄带带通滤波片出射的荧光信号；所述显示与处理子单元用于将所述光电倍增管出射的荧光信号进行STED超分辨成像处理。 8.如权利要求1所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，其特征在于，还包括：第二光路调整单元；所述第二光路调整单元包括低通滤波片和偏光镜；所述低通滤波片用于从所述激光器产生的入射光中筛选出目标波长的光；所述偏光镜用于将得到低通滤波片出射的目标波长的光整形为线偏振光；所述分光单元具体用于将所述整形后的线偏振光分离为波长不同的激发光和擦除光。 9.一种受激辐射损耗超分辨成像方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任意一项所述的受激辐射损耗超分辨成像系统，包括：所述分光单元将所述激光器产生的入射光分离为波长不同的激发光和擦除光；所述第一光路调整单元调整所述激发光和擦除光的方向，将所述激发光与擦除光进行重叠；所述扫描单元将重叠后的所述激发光和擦除光同步扫描至待成像样品；所述成像单元对所述待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像。 10.如权利要求9所述的受激辐射损耗超分辨成像方法，其特征在于，所述分光单元包括：第一分束子单元、第二分束子单元以及带通滤波子单元；所述分光单元将所述激光器产生的入射光分离为波长不同的激发光和擦除光包括：所述第一分束子单元将所述激光器产生的入射光分离为波长不同的单路激发光和擦除光；所述带通滤波子单元将所述单路激发光分离为多路激发光，以及所述第二分束子单元将所述单路擦除光分离为对应于所述多路激发光的多路擦除光；所述第一光路调整单元调整所述激发光和擦除光的方向，将所述激发光与擦除光进行重叠包括：所述第一光路调整单元调整所述多路激发光和多路擦除光的方向，将各路激发光分别与对应的擦除光进行重叠，并将所形成的多路重叠光调整为共轴；所述扫描单元将重叠后的所述激发光和擦除光同步扫描至待成像样品包括：所述扫描单元将所述多路重叠光均同步扫描至待成像样品；所述成像单元对所述待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像包括：所述成像单元对所述待成像样品受激发所产生的所有荧光信号进行多色STED超分辨成像。
所属类别：	发明专利