[发明专利]一种短波近红外量子点成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种工作波段波长范围在短波近红外波段的荧光成像系统。

背景技术

目前，活体小动物体内成像主要采用生物发光与荧光成像两种技术。生物发光是用荧光素酶基因标记细胞或者DNA，而活体荧光成像技术主要有三种标记方法：荧光蛋白标记、荧光染料标记和量子点标记。相比较而言，量子点作为一种新型的纳米荧光探针，具有激发光谱宽、荧光发射光谱窄、荧光光谱可调、量子产率高、光化学稳定性高和不易分解等诸多优点。

由于不同波长的组织穿透力不同，血红蛋白、脂肪和水对近红外波长的吸收保持在一个比较低的水平，所以，生物组织在近红外波段存在“近红外窗口”，具有较高的穿透穿透深度。因此，对活体成像而言，选择激发和发射光谱位于近红外光区的荧光标记方法，将有利于活体的光学成像，特别是深层组织的荧光成像。所以，近红外荧光量子点成像系统有着很大的应用前景，尤其对活体小动物进行深层组织的近红外荧光成像有着重要的意义，除了被标记的快速的测量各种癌症模型中肿瘤的生长,并可对癌症治疗中癌细胞的变化进行实时观测评估;可以无创伤地定量检测小动物整体的原位瘤、转移瘤及自发瘤；利用活体生物荧光成像技术可以检测到，并能连续观察其对机体的侵染过程以及抗病毒药物和抗生素对其病理过程的影响；还可应用到免疫细胞、干细胞、细胞凋亡等研究领域.，如对标记在其他研究物质上进行观察，如药物、特定的生物分子等，示踪其活动及作用，在长时间生命活动检测及活体示踪方面具有独特的应用优势，然而，目前国内外极少有用近红外量子点的活体小动物荧光成像系统。

发明内容

为解决上述问题，填补该领域的技术空白，本发明提供一种短波近红外量子点成像系统，包括激光光路；所述激光光路包括激光器、耦合器、单模光纤、扩束模块；

所述激光光路中由所述激光器发出激发光束通过所述耦合器，导入到所述单模光纤，再经过扩束模块照射到载有样品的载物台上；所述样品发出的近红外光通过滤光片组、成像物镜后到达探测器。

为了配合量子点的信号形成明场像，本发明成像系统还包括照明光路，所述照明光路提供光源直接照射到所述样品上，所述样品的反射光依次通过所述滤光片组、成像物镜后达到探测器。

为了获得单一波长的高斯光束，所述光纤为单模光纤，其耦合效率在50%以上。为了滤去背景杂光，所述滤光片组包括一片或多片平行设置的滤光片。

成像物镜及探测器均是近红外波段工作，所述成像物镜的工作范围在700-1900nm波段；所述探测器为InGaAs探测器，其探测的有效波长范围为800~1700nm。

为了获得获得很好的穿透率，选择激光光路激发光束的工作波长范围780-1100nm。

其中，所述近红外光束中心波长为808nm。

受上述近红外光束的激发，所述样品发出近红外光的发生光谱在900~1400nm之间。

为了控制样品的热受损，所述激光器的工作功率范围0-15W。

本发明观察对象是小动物活体，因此观察前需要对其进行麻醉，本成像系统还包括与所述载物台连接的麻醉系统，用于对所述样品进行气体麻醉。

另外，还包括与所述激光光路、成像物镜、探测器连接的计算机处理系统，用于控制与调整激光光路、成像物镜及采集探测器的成像信号、并对所述信号进行处理。

有益效果：

本发明的短波近红外量子点成像系统，采用近红外激光作为光源，照射到小动物体内，激发体内的量子点发出荧光，能快速、高效无损的实时观察活体小动物体内的深层组织、器官和细胞，为将来的肿瘤细胞，干细胞等方面的研究提供了高效的技术支持，而且可以观察近红外波段的其他材料的形貌特征。

附图说明

图1为本发明实施例短波近红外量子点成像系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明是利用了近红外光激发量子点发射荧光的原理完成的。因为血液中广泛分布的血红蛋白对600nm以下的光信号有很强的吸收，而1000nm以上波长的信号又被水大量吸收，因此低于600nm和大于1000nm的光信号在穿透过程中有很明显的衰弱，大大降低了成像的灵敏度，不适合做活体成像。而650-850nm的波段，则可以很好的解决活体内穿透率的问题。这个波段的光束与Ag₂S量子点结合，可以出色的完成荧光成像的研究。

下面结合附图对发明的实施例作详细说明。