[发明专利]多光子激发光片照明显微成像系统

说明书

技术领域

本发明属于光学领域，尤其涉及荧光显微成像技术。

背景技术

现有荧光显微成像按照成像方式可分为通过点扫描方式成像的扫描显微成像和通过侧面薄光束照射激发荧光后再使用CCD等进行探测成像的光片照明显微成像；此外，现有荧光显微成像按荧光激发条件可分为单光子激发和双光子激发，双光子激发又称多光子激发，双光子激发指的是在较高光子密度下，荧光分子可以同时吸收两个长波长光子，经过激发寿命后发射出波长较短的光子，因而双光子激发能够利用较单光子激发波长更长的光波来激发荧光，也即可以利用近红外光进行荧光激发，而近红外光具备两个优势：第一是穿透深度较高也即成像深度高从而适用于观察厚样本，第二是对待检测的活体样本毒性小从而适用于观察生物活体样本。

现有技术中，存在利用点扫描成像方式的多光子激发扫描成像技术，该技术虽然能对活体生物样本进行检测，但由于是通过逐点扫描获取荧光图像，使用该技术检测并生成图像的速度缓慢。

发明内容

本发明提供一种成像速度快的多光子激发光片照明显微成像系统，用于解决现有显微成像技术中成像速度慢的技术缺陷。

本发明提供一种多光子激发光片照明显微成像系统，包括从前至后依次位于所述成像系统的荧光光路上的：多光子激光单元、照明单元、成像检测单元；

所述多光子激光单元，用于产生和调制激光并将调制后的激光送入照明单元；所述照明单元设于所述待检测样本的侧面，用于接收所述调制后的激光再产生一个光片照明并激发待检测样本产生荧光；所述成像检测单元位于待检测样本上方，用于探测待检测样本产生的荧光并转为数字图像，至少包括探测所述荧光并转为电信号的光电探测相机。

特别的，所述照明单元包括在所述成像系统的荧光光路上位置依次靠后的多光子光片产生光路和照明物镜；

所述多光子光片产生光路用于接收所述调制后的激光再产生一个光片从而入射所述照明物镜；所述照明物镜用于接收光片再照明并激发待检测样本产生荧光。

特别的，所述照明物镜接收的光片均与所述成像检测单元的轴垂直且所述光片照在待检测样本上的激发位置在所述成像检测单元的焦平面内。

特别的，所述多光子激光单元包括在所述成像系统的荧光光路上位置依次靠后的激光光源和多光子激发光路；

所述激光光源用于产生高光子密度的激光并送入所述多光子激发光路，所述多光子激发光路用于接收并调制所述激光并送入所述照明单元。

特别的，所述成像检测单元包括在所述成像系统的荧光光路上位置依次靠后的载物台、成像物镜和滤波片；

所述载物台用于固定和改变待检测样本的激发位置，以使待检测样本受激产生在多个角度或深度的荧光；所述成像物镜位于待检测样本上方，用于聚焦所述荧光并送入所述滤波片；所述滤波片固定设置于所述光电探测相机的所述光路前方，用于滤除所述荧光中的杂光。

特别的，所述载物台至少包括微操作控制器，所述微操作控制器用于对待探测样本执行平移或绕竖直轴转动的操作，以调整所述待探测样本与所述成像系统光路的相对位置。

特别的，所述成像检测单元还包括电信号采集控制模块与中央处理模块，所述电信号采集控制模块具体用于接收所述光电探测相机输出的电信号并转换为数字信号，所述中央处理模块具体用于接收所述数字信号并生成数字图像。

本发明的有益效果为：

本发明多光子激发光片照明显微成像系统通过采用光片照明显微成像技术来对多光子激发待检测样本产生的荧光进行探测成像，使相应成像检测单元可以进行并行图像采集，从而相比于现有技术中的多光子激光点扫描显微成像提高了成像速度，而多光子激发由于利用了近红外激发光提高了检测深度，也就是说在保证成像速度的条件下可以达到较高的检测深度，因此可以实现对较厚的生物活体的动态成像；由于综合了能实现并行图像采集的光片照明显微成像的成像速度和双光子激发的成像深度等两方面的优势，在医学成像领域，本发明可以用于对斑马鱼、果蝇等活体生物进行动态发育成像和神经元活动记录。

附图说明

图1为本发明实施例一多光子激发光片照明显微成像系统的结构框图；

图2为本发明实施例一多光子激发光片照明显微成像系统的架构图；

图中：1-多光子激光单元，11-激光光源，12-多光子激发光路，2-照明单元，21-多光子光片产生光路，22-照明物镜，3-成像检测单元，31-载物台，32-成像物镜，33-滤波片，34-光电探测相机，35-电信号采集控制模块，36-中央处理模块。

具体实施方式