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原文传递一种细胞内多量子点三维定位及重构方法

专利名称：	一种细胞内多量子点三维定位及重构方法
摘要：	一种细胞内多量子点三维定位及重构方法，先由激光照射细胞内的多量子点，量子点受激发出的荧光由显微镜物镜放大成像，通过光滤波器后，经过第一凸透镜成为平行光，再通过预先设定有特定高斯‑拉盖尔模式调制函数的相位调制器，调制为双螺旋点扩散函数，经过第二凸透镜聚焦后，进入EMCCD探测器生成螺旋双光斑图像；通过控制位移台升降调整载物台的轴向位置，重复能够探测不同聚焦平面上量子点的三维信息；EMCCD探测器所得图像储存于工作站中，先构成量子点的三维相对坐标；再建立绝对直角坐标系，将相对坐标值转为绝对坐标值；对量子点三维空间模型进行重构获得所测细胞内多量子点的三维图像；本发明实现实时、无损地对细胞内量子点空间分布进行测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安交通大学
发明人：	杨军;凌正;杜汉良;李本强;梅雪松;朱绍冲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910628557.2
公开号：	CN110320192A
代理机构：	西安智大知识产权代理事务所
代理人：	贺建斌
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
主权项：	1.一种细胞内多量子点三维定位及重构方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)对目标量子点进行成像与定位：三维定位方法由外部激光光源照射位于细胞内的多量子点目标，量子点受激发出荧光，荧光由显微镜物镜放大成像，光滤波器去除与激发光同波长的光后，经过第一凸透镜成为平行光，再通过预先设定有特定高斯-拉盖尔模式调制函数的相位调制器，调制为双螺旋点扩散函数，经过第二凸透镜聚焦后，进入EMCCD探测器生成螺旋双光斑图像；通过控制位移台升降调整载物台的轴向位置，重复能够探测不同聚焦平面上量子点的三维信息； 2)利用量子点的三维信息进行重构：EMCCD探测器所得图像以数字形式储存于工作站中，基于成像系统参数进行图像处理，确定双光斑的中心点，得到量子点的XY向相对坐标值，提取双光斑的旋转角度转换为量子点相对于焦平面的Z向相对坐标值，从而构成量子点的三维相对坐标；以所成图像的中心为XY平面中心，第一张图像所在轴向位置为Z向零点，建立绝对直角坐标系，并将量子点的相对坐标值转为绝对坐标值；利用数据处理软件对量子点三维空间模型进行重构，最终获得所测细胞内多量子点的三维图像。 2.根据权利要求1所述的一种细胞内多量子点三维定位及重构方法，其特征在于：若每隔一段时间进行细胞内多量子点的三维定位及重构，还能够得到细胞内多量子点的动态分布变化，并以此作为理论依据间接对细胞的形态变化进行分析。 3.根据权利要求1所述的一种细胞内多量子点三维定位及重构方法所用设备，其特征在于：包括由物镜(5)、光滤波器(6)、第一凸透镜(7)、相位调制器(8)、第二凸透镜(9)、EMCCD探测器(10)以及激光光源(12)连接形成的成像与定位光路，物镜(5)下方的载物台(3)上放置有细胞样品(4)，载物台(3)安装在位移台(2)上；EMCCD探测器(10)与工作站(11)连接，工作站(11)对EMCCD探测器(10)所获得的图像数据进行处理和三维重构。 4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的相位调制器(8)通过特定高斯-拉盖尔模式调制函数对量子点的荧光光路进行调制，使其成像面的图像变成双螺旋光斑形状，以建立光信号与目标轴向位移间的关系。 5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的位移台(2)实现细胞样品(4)的纳米级轴向位移，从而获得不同的焦平面的螺旋双光斑图像，以便于对细胞整体多量子点三维模型的重构。 6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的位移台(2)、载物台(3)、细胞样品(4)、物镜(5)、光滤波器(6)、第一凸透镜(7)、相位调制器(8)、第二凸透镜(9)、EMCCD探测器(10)、工作站(11)、激光光源(12)均通过光学隔振平台(1)承载，以避免量子点目标受环境振动对定位精度的影响。 7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的光滤波器(6)为光栅滤波器，或光纤滤波器，或干涉膜滤波片。 8.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的工作站(11)用于图像数据的储存、处理及三维重构的实施。
所属类别：	发明专利