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原文传递一种基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备及方法

专利名称：	一种基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备及方法
摘要：	本发明公开一种基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备及方法，包括照明系统，承载样品的样品台，检测样品发出的荧光的检测系统以及处理器；照明系统包括沿光路依次布置的激光器，用于改变光束横截面的柱面镜组，用于光束相位调制的空间光调制器，用于透过环形光束的光阑，用于扫描的第一振镜，用于改变光片干涉的轴向位置的第二振镜；检测系统包括探测物镜和相机，收集荧光得到晶格光片照明的图像；处理器用于控制空间光调制器、第二振镜和探测物镜，并重构出三维的荧光样品的成像结果。本发明提高了晶格光片照明显微镜的轴向分辨率，并且可以在原有晶格光片显微镜的结构基础上直接进行数据采集，提高获得三维图像数据集的轴向分辨率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	匡翠方;张乘风;陈宇宸;徐良;刘旭;李海峰;毛磊;张克奇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910497500.3
公开号：	CN110220875A
代理机构：	杭州天勤知识产权代理有限公司
代理人：	胡红娟
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	310013 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备，包括产生照明光切片的照明系统，承载样品的样品台，检测样品发出的荧光的检测系统以及处理器；其特征在于：所述的照明系统包括沿光路依次布置的激光器，用于改变光束横截面的柱面镜组，用于光束相位调制的空间光调制器，用于透过环形光束的光阑，用于扫描的第一振镜，用于改变光片干涉的轴向位置的第二振镜；所述的检测系统包括探测物镜和相机，收集荧光得到晶格光片照明的图像；所述的处理器用于控制空间光调制器、第二振镜和探测物镜，并重构出三维的荧光样品的成像结果。 2.如权利要求1所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备，其特征在于，所述的柱面镜组包括将圆形横截面的平行光束一个方向拉长的第一柱面透镜组，圆形横截面的平行光束另一个方向缩小的第二柱面透镜组。 3.如权利要求1所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备，其特征在于，所述的柱面镜组与空间光调制器间设有调整光束偏振的半波片。 4.如权利要求1所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备，其特征在于，所述的光阑的形状为椭圆环形。 5.如权利要求1所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备，其特征在于，光束经所述空间光调制器作用后，在光阑面上分别产生相位相同和相位不同的六个长条形光斑。 6.如权利要求5所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像装备，其特征在于，处理器控制探测物镜沿光轴向移动，并控制第二振镜改变光片干涉的轴向位置，两个光轴向的位移相等，用于对样品进行三维扫描。 7.一种基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像方法，其特征在于，包括步骤： 1)将激光准直后调整为椭圆形的平行光，并入射到空间光调制器上； 2)经空间光调制器调制后的光束经过环形光阑面，得到圆环形的光束，并会聚激发样品产生荧光； 3)收集样品发出的荧光，在探测物镜焦平面处进行干涉，得到空间中晶格状分布的光场，通过相机得到一张晶格光片照明的图像； 4)改变空间光调制器上的图案，通过振镜扫描，得到中心强度凹陷的光片，重复步骤3)中过程，得到一张中心强度凹陷晶格光片照明的图像； 5)转动探测物镜轴向方向的振镜，与探测物镜的压电相配合，分别对两种空间光调制器加载图案下产生光片照明样品的不同二维平面进行拍摄，得到两组物体的三维图像； 6)使用荧光差分方法，调整相减系数，对两组三维图像进行差分操作，得到轴向分辨率提高的三维图像集。 8.如权利要求7所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像方法，其特征在于，中荧光差分方法所采用的公式为I(x,y,z)＝I1(x,y,z)-γI2(x,y,z)，计算有效信号的强度I(x,y,z)，进而得到具有较高轴向分辨率的3D图像，其中γ是一个常数；当所得到的有效信号的强度值I(x,y,z)为负时，设置I(x,y,z)＝0。 9.如权利要求7所述的基于荧光差分法的晶格光切片荧光显微成像方法，其特征在于，利用柱面镜组将激光准直后调整为椭圆形的平行光，所述的柱面镜组包括将圆形横截面的平行光束一个方向拉长的第一柱面透镜组，圆形横截面的平行光束另一个方向缩小的第二柱面透镜组。
所属类别：	发明专利