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原文传递微生物多模态成像系统和微生物多模态成像检测方法

专利名称：	微生物多模态成像系统和微生物多模态成像检测方法
摘要：	本发明公开了一种微生物多模态成像系统和微生物多模态成像检测方法，系统包括激光器组、适于将射入的第一成像激光束分成参考光束和样品光束或通过射入的第二成像激光束的光纤分束器、适于根据射入的样品光束和加载的第一模拟全息图像生成相应的第一结构光并将所述第一结构光照射至样品上或根据射入的第二成像激光束和加载的第二模拟全息图像生成的第二结构光并将所述第二结构光照射至样品上的照明单元。它结合了光学衍射层析成像技术和三维结构照明显微镜技术的优势，利用数字微镜为其提供时分结构照明光，既能测量反映活性细胞或生物内部结构的三维定量信息，还能获得细胞或生物的三维荧光像，具有高的时空分辨率和特异性。
专利类型：	发明专利
申请人：	苏州栢科昇科技有限公司
发明人：	黄伟;雷磊;张鑫;杨立梅
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911411930.5
公开号：	CN111060485A
代理机构：	常州兴瑞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	肖兴坤
分类号：	G01N21/64;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/64
申请人地址：	215123 江苏省苏州市苏州工业园区星湖街328号创意产业园内4-A401单元
主权项：	1.一种微生物多模态成像系统，它具有光学衍射层析模态和结构光照明荧光成像模态，其特征在于，它包括：激光器组，所述激光器组包括第一激光器（11）和第二激光器（12），所述第一激光器（11）适于产生在光学衍射层析模态下的第一成像激光束，所述第二激光器（12）适于产生在结构光照明荧光成像模态下的第二成像激光束；适于将射入的第一成像激光束分成参考光束和样品光束或通过射入的第二成像激光束的光纤分束器（2）；适于根据射入的样品光束和加载的第一模拟全息图像生成相应的第一结构光并将所述第一结构光照射至样品（10）上或根据射入的第二成像激光束和加载的第二模拟全息图像生成第二结构光并将所述第二结构光照射至样品（10）上的照明单元；适于记录用所述第一结构光照射的样品（10）产生的衍射光束和所述参考光束发生干涉时产生的二维全息图像的第一相机（3）；适于利用多个二维全息图像通过波恩近似和傅里叶变换算法得到样品内三维折射率图像的第一单元；适于记录用所述第二结构光照明的样品在不同轴向位置下的二维荧光图像的第二相机（4）；适于根据多个二维荧光图像通过图像合成得到样品的三维荧光图像的第二单元。 2.根据权利要求1所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，还包括控制器（5），所述控制器（5）分别与所述第一激光器（11）和所述第二激光器（12）控制相连，所述控制器（5）适于控制所述第一激光器（11）和所述第二激光器（12）中的一个工作。 3.根据权利要求1所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，还包括合束器（6），所述合束器（6）的合束端口分别与所述第一激光器（11）和所述第二激光器（12）的出射端口相连，所述合束器（6）的出射端口与所述光纤分束器（2）的入射端口相连。 4.根据权利要求1所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，所述照明单元包括：数字微镜器件（71），所述数字微镜器件（71）适于接收射入的样品光束和加载所述第一模拟全息图像以及生成样品光束照射第一模拟全息图像后产生的第一结构光或适于接收射入的第二成像激光束和加载第二模拟全息图像以及生成第二成像激光束照射第二模拟全息图像后产生的第二结构光；将第一结构光或第二结构光照射至样品（10）上的照明光路。 5.根据权利要求4所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，所述照明光路包括沿光束路径方向依次设置的照明分束镜（72）、照明透镜（73）、照明反射镜（74）和照明物镜（75），第一结构光或第二结构光依次经过照明分束镜（72）、照明透镜（73）、照明反射镜（74）和照明物镜（75）后照射至样品（10）上。 6.根据权利要求5所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，还包括适于导向用所述第二结构光照明的样品在不同轴向位置下反射的荧光光束的荧光光束导向光路；所述荧光光束导向光路包括：沿荧光光束路径方向依次设置的滤波器（81）、荧光导向反射镜（82）、第一荧光导向透镜（83）和第二荧光导向透镜（84），样品（10）反射的荧光光束依次经过照明物镜（75）、照明反射镜（74）、照明透镜（73）、照明分束镜（72）、滤波器（81）、荧光导向反射镜（82）、第一荧光导向透镜（83）和第二荧光导向透镜（84）后进入第二相机（4）的成像平面。 7.根据权利要求1所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，还包括适于用所述第一结构光照射的样品（10）产生的衍射光束和所述参考光束导入所述第一相机（3）的成像平面上的光学衍射层析光路。 8.根据权利要求7所述的微生物多模态成像系统，其特征在于，所述光学衍射层析光路包括：衍射光束导向光路，所述衍射光束导向光路用于导向衍射光束并沿衍射光束路径方向依次设置的衍射光束物镜（94）、衍射导向反射镜（91）和衍射导向透镜（92）；分光镜（93），所述分光镜（93）适于收集参考光束和衍射光束并将其导入所述第一相机（3）的成像平面上。 9.一种微生物多模态成像检测方法，其特征在于它包括在光学衍射层析模态下的第一成像检测方法和在结构光照明荧光成像模态的第二成像检测方法；其中，第一成像检测方法的步骤中含有：产生在光学衍射层析模态下的第一成像激光束；将第一成像激光束分成参考光束和样品光束；模拟第一模拟全息图像，根据样品光束和第一模拟全息图像生成相应的第一结构光并将所述第一结构光照射至样品上；记录样品上衍射产生的衍射光束和参考光束发生干涉时产生的二维全息图像；利用多个二维全息图像通过波恩近似和傅里叶变换算法得到样品内的三维折射率图像；第二成像检测方法的步骤中含有：产生在结构光照明荧光成像模态下的第二成像激光束；根据第二成像激光束和加载的第二模拟全息图像生成第二结构光并将所述第二结构光照射至样品上；记录用所述第二结构光照明的样品在不同轴向位置下的二维荧光图像；根据多个二维荧光图像通过图像合成得到样品的三维荧光图像。 10.一种如权利要求9所述的微生物多模态成像检测方法，其特征在于，它基于如权利要求1至8中任一项所述的微生物多模态成像系统实现。
所属类别：	发明专利