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原文传递基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法和装置

专利名称：	基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法和装置
摘要：	本发明公开一种基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法和装置，将准直的激光改变为横截面为椭圆形的平行光，椭圆形光斑入射到空间光调制器上后取空间光调制器的正负一级衍射光，两路光分别通过透镜后会聚到光阑，每束光在通过光阑之后被分割为若干的长条形光斑，两路光分别从物镜出射后在探测物镜的焦平面处进行干涉激发样品得到荧光，收集荧光信号得到结构光照明下的一幅二维图像；利用振镜改变结构光的方向，利用空间光调制器改变两路结构光之间的相位差，在二维平面上得到多张结构光照明下的图像；之后用另外一个方向的振镜进行扫描，结合探测物镜压电的移动对三维物镜进行成像，得到超分辨率的三维光片照明图像。
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：	2019-03-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910238571.1
公开号：	CN109870441A
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：	1.一种基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法，其特征在于，包括： 1)将准直的激光改变为横截面为椭圆形的平行光，所述平行光入射到空间光调制器上，将平行光束衍射得到至少一路衍射光； 2)所述衍射光通过光阑分为若干长条形光斑，长条形光斑在样品表面发生干涉，形成空间结构光激发样品产生荧光； 3)收集产生的荧光信号，得到二维平面的图像； 4)沿光轴方向移动探测物镜，并改变干涉条纹的轴向位置，对样品的不同二维平面进行拍摄，得到物体的三维图像。 2.如权利要求1所述的基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法，其特征在于，准直后的激光依次通过第一柱面镜组和第二柱面镜组，使得圆形横截面的平行光束一个方向拉长，一个方向缩小，形成椭圆形的平行光。 3.如权利要求1所述的基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法，其特征在于，所述空间光调制器上施加0和pi相位交替排列的相位图案，将平行光束衍射，取衍射光的正负一级得到两路衍射光，利用其中一路衍射光照明样品或两路衍射光同时照明样品。 4.如权利要求3所述的基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法，其特征在于，利用两路衍射光同时照明样品时，两路衍射光的长条形光斑干涉形成的空间结构光进行照明，改变长条形光斑的条纹方向以及两路衍射光长条形光斑的相位差，在同一二维平面得到多张照明的图像，并用所述的多张照明的图像重构出二维平面上的超分辨图像。 5.如权利要求4所述的基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像方法，其特征在于，采集所述的荧光信号时，每个曝光时间内，空间光调制器上调制的图案不同，对应得到一个方向的结构光；所述的空间光调制器具有N个方向的图案，每个方向进行M次相位移动，在每个二维平面得到对应的N*M张图像。 6.一种基于移频的三维超分辨光切片荧光显微成像装置，其特征在于：包括形成光切片的照明系统、承载荧光样品的样品台、检测荧光样品发出荧光的检测系统和一处理器；所述的照明系统沿光路依次布置的：激光器，用于改变平行光束横截面的两组柱面镜，用于将平行光衍射的空间光调制器，用于三维扫描的第一振镜和用于改变条纹方向的第二振镜；所述的处理器用于改变空间光调制器上的图案，并对检测系统收集的多幅二维光强信号图像进行重构，得到荧光样品的三维超分辨成像信息。 7.如权利要求6所述的三维超分辨光切片荧光显微成像装置，其特征在于：所述空间光调制器上施加0和pi相位交替排列的相位图案，将平行光束衍射，取衍射光的正负一级得到两路衍射光，利用其中一路衍射光照明样品或两路衍射光同时照明样品。 8.如权利要求7所述的三维超分辨光切片荧光显微成像装置，其特征在于：每路衍射光的光路上分别依次布置有：将椭圆横截面的平行光分割为若干长条形光斑的光阑，用于三维扫描的第一振镜，用于改变条纹方向的第二振镜和照明物镜。 9.如权利要求1所述的三维超分辨光切片荧光显微成像装置，其特征在于：所述的检测系统包括依次布置的：用于收集荧光样品被激发出的荧光检测物镜，用于滤除杂散光的滤光片和用于采集荧光信号的CCD相机。 10.如权利要求1所述的三维超分辨光切片荧光显微成像装置，其特征在于：所述的两组柱面镜包括第一柱面镜组和第二柱面镜组，使得圆形横截面的平行光束一个方向拉长，一个方向缩小，形成椭圆形的平行光。
所属类别：	发明专利