[发明专利]一种同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法及系统

权利要求书

1.同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：包括如下步骤通过激光器产生超短脉冲激光；

将所述超短脉冲激光分为独立传播的第一光束和第二光束；

将所述第一光束进行扩束准直；

将经过扩束准直后的所述第一光束聚焦到样品上产生荧光；

使所述荧光通过一成像透镜传输至一成像单元，所述成像单元的点扩展函数具有三维纳米分辨定位能力，将所述荧光转化为携带三维空间位置信息的荧光信号；

将携带三维空间位置信息的所述荧光信号传输至一时间分辨装置，所述时间分辨装置将所述荧光信号转化为同时携带三维空间位置及荧光寿命信息的三维荧光寿命信号；

将所述第二光束的光信号转化成同步的电信号；

所述时间分辨装置通过所述同步的电信号触发采集所述三维荧光寿命信号，通过分析得到所述样品的三维纳米分辨空间定位及荧光寿命信息。

2.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：通过分光单元将所述超短脉冲激光分为独立传播的第一光束和第二光束。

3.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：通过扩束单元将所述第一光束进行扩束准直。

4.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：经过扩束准直后的所述第一光束通过物镜单元聚焦到所述样品产生所述荧光并收集产生的所述荧光。

5.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：经过扩束准直后的所述第一光束透过双色镜单元后经过所述物镜单元，所述物镜单元收集到的所述荧光通过所述双色镜单元过滤。

6.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：所述成像单元包括组成一个4F系统的第一透镜和第二透镜及设置在所述4F系统的傅里叶面位置的相位模板。

7.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：通过光电转换器件将所述第二光束的光信号转化成同步的电信号。

8.根据权利要求1所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：所述时间分辨装置是扫描相机。

9.根据权利要求1-8任一项所述的同时获取三维纳米定位和荧光寿命的方法，其特征在于：在将所述超短脉冲激光分为独立传播的第一光束和第二光束之后，需要对所述第一光束的波长进行过滤，然后再将所述第一光束进行扩束准直。

10.一种同时获取三维纳米定位和荧光寿命的系统，其特征在于：包括

激光器，用于提供超短脉冲激光；

分光单元，用于将所述激光器提供的所述超短脉冲激光分为独立传播的第一光束和第二光束；

扩束单元，设于所述第一光束的光路上，用于将所述第一光束进行扩束准直；

物镜单元，设于所述第一光束的光路上，将经过扩束准直后的所述第一光束聚焦到样品上产生荧光并收集产生的所述荧光；

双色镜单元，设置在所述扩束单元和所述物镜单元之间，能够让所述第一光束通过、反射产生的所述荧光及过滤所述荧光；

成像单元，设于所述双色镜单元的反射光路上，所述成像单元的点扩展函数具有三维纳米分辨定位能力，能够将所述荧光转化为携带三维空间位置信息的荧光信号；

光电转换器件，设于所述第二光束的光路上，用于将所述第二光束的光信号转化成同步的电信号；

时间分辨装置，由所述同步电信号触发，用于将所述携带三维空间位置信息的荧光信号转化为同时携带三维空间位置以及寿命信息的信号。