[发明专利]透射式量化相位和荧光联合成像的显微镜有效

专利信息
申请号: 201310018167.6 申请日: 2013-01-17
公开(公告)号: CN103941385A 公开(公告)日: 2014-07-23
发明(设计)人: 罗志勇;付彦辉;张翔;纪伟;贾策;仓怀兴;徐涛 申请(专利权)人: 中国科学院生物物理研究所
主分类号: G02B21/06 分类号: G02B21/06;G02B21/36;G01N21/64;G01N21/45
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 曹玲柱
地址: 100101*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 透射 量化 相位 荧光 联合 成像 显微镜
【说明书】:

技术领域

发明涉及光学领域,尤其涉及一种可以将细胞形态结构成像和荧光功能成像同时实现,并且在细胞、晶体生长观察等方面具有良好的应用前景的一种透射式量化相位和荧光联合成像的显微镜。 

背景技术

生命科学是以实验观察为主的一门学科,实验手段和工具决定了观察的真实程度和分辨能力:光学显微镜的出现促使普通细胞生物学的诞生,电子显微镜的出现则催生了细胞超微结构学的研究。 

近两年在光学显微技术方面,出现了以光激活定位显微技术(photo-activated localization microscopy,简称PALM),随机光学重构显微技术(stochastic optical reconstruction microscopy,简称STORM),受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion,简称STED),饱和结构照明显微技术(saturated structure illumination microscopy,简称SSIM)等为代表的突破光学分辨率极限的超分辨光学显微技术,利用这项技术,人们可以对靶分子进行标记并且进行超高分辨荧光成像。 

量化相位成像显微镜通过对被测对象的无损干涉,可以实现高分辨对生物样品生长的动态观察、晶体生长的实时观察,具有无法比拟的优点。另外与单波长相比,双波长通过对图像在非单色域进行散斑噪声平衡和平滑处理来提高分辨率,提高测量方法的灵敏度,可通过全场观测来提取绝对信息,通过不同波长同时提供待测物体的不同信息,还可以解决在单波长记录相位成像中无法避免的相移带来的信号含混的问题。大大提高了系统在x、y、z的分辨率。 

然而,在实现本发明的过程中,申请人发现,目前的显微镜难以获得靶分子在细胞中的精确定位,即无法把荧光图像和细胞结构图像融合,实现细胞结构与功能成像,从而造成研究工作的不便。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

为解决上述的一个或多个问题,本发明提供了一种透射式量化相位和荧光联合成像的显微镜。 

(二)技术方案 

根据本发明的一个方面,提供了一种透射式量化相位和荧光联合成像的显微镜。该显微镜包括:光源系统100,用于提供不同波长的第一激光束1和第二激光束2;第一分束组件200,用于将第一激光束1分束为第一参考光束11和第一物光光束12;将第二激光束2分束为第二参考光束21和第二物光光束22,第一参考光束11和第二参考光束21射入参考光路300;第一物光光束21和第二物光光束22射入物光光路400;参考光路300,用于将第一参考光束11和第二参考光束21投射至第五分光棱镜;物光光路400,用于将第一物光光束12和第二物光光束22投射至样品上,携带样品信息的第一物光光束12和第二物光光束22由第五分光棱镜500反射至干涉成像系统600;同时,由第一物光光束12和第二物光光束22激发样品产生的荧光光束33经第五分光棱镜500透射至荧光成像系统700;干涉成像系统600,用于将第一参考光束11和第一物光光束12,及第二参考光束21和第二物光光束22进行干涉成像;以及荧光成像系统700,用于对第一物光光束21和第二物光光束22激发的荧光光束33进行成像。 

(三)有益效果 

从上述技术方案可以看出,本发明透射式量化相位和荧光联合成像的显微镜具有以下有益效果: 

(1)将荧光成像技术和量化相位成像技术相结合,实现了细胞结构和荧光分子同时成像; 

(2)采用双波长光进行干涉成像,且用一个CCD进行同时记录,克服多个CCD记录的缺点; 

(3)引入位相调制结构,达到了不同波长信息的分离的目的,实现了在X、Y、Z平面上的超高分辨成像。 

附图说明

图1为本发明实施例透射式量化相位和荧光联合成像的显微镜的结构示意图; 

图2为图1所示显微镜中放置被测细胞样品的位移台的示意图; 

图3为图1所示显微镜中干涉成像系统获得的量化相位图。 

【本发明主要元件符号说明】 

100-光源系统;        200-第一分束组件; 

300-参考光路;        400-物光光路; 

500-第五分光棱镜;    600干涉成像系统; 

700-荧光成像系统; 

110-第一激光器;    111-第一扩束器; 

112-第一半波片;    120-第二激光器; 

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