[发明专利]一种阵列式线扫描荧光显微成像装置

权利要求书

1.一种阵列式线扫描荧光显微成像装置，其特征在于，包括：三维平移台以及两个成像结构；

所述三维平移台用于使得样本沿X方向、Y方向以及Z方向移动，实现对样本的三维扫描成像；

所述两个成像结构中，每一个成像结构用于在一次扫描中通过斜探测的方式对样品表面的一个成像条带进行线扫描成像；所述两个成像结构在样本表面的成像区域的X方向位置相同且Y方向位置相邻，从而以阵列的形式实现同一平面的多线同时扫描成像；

所述成像结构包括：激发光模块(11)和探测模块(12)；所述激发光模块(11)用于产生一条由激光束整形得到的激发线光斑，所述激光束的发散角和倾斜角均可调节；所述探测模块(12)用于将激发线光斑汇聚到样品表面，激发样品产生荧光信号，并对样品产生荧光信号进行探测成像；基于激光束的发散角可调节，经激光束整形得到的激发线光斑被汇聚后的Z方向位置可调节；基于激光束的倾斜角可调节，经激光束整形得到的激发线光斑被汇聚后的X方向位置可调节；

所述探测模块(12)包括：激发光二向色片(121)、显微物镜(123)、聚焦透镜(124)、发射光二向色片(125)、第一线阵相机(126)、第二线阵相机(127)、相机三维调节结构(128)、以及两个发射滤光片(129)；

所述激发光二向色片(121)用于将激发线光斑导入所述显微物镜(123)，并选择透过样本产生的荧光使得荧光信号进入所述聚焦透镜(124)；所述显微物镜(123)的光轴与样本轴向存在一个夹角以实现斜探测，所述显微物镜(123)用于将激发线光斑汇聚到样本表面，激发样本产生荧光信号；所述显微物镜(123)还与所述聚焦透镜(124)构成显微放大系统，所述显微放大系统用于对样本产生的荧光信号成像，形成成像光束；所述发射光二向色片(125)用于将成像光束中包含的两个通道的荧光信号分离，并使得分离后的荧光信号分别被所述第一线阵相机(126)和所述第二线阵相机(127)探测；所述两个发射滤光片(129)分别设置于所述第一线阵相机(126)和所述第二线阵相机(127)前方，用于滤除每一个通道的荧光信号中的杂质信号，提高成像质量；所述第一线阵相机(126)和所述第二线阵相机(127)的相敏面分别与激发线光斑的照明区域处于共轭位置，所述第一线阵相机(126)和所述第二线阵相机(127)均利用其相敏面作为线共聚焦的狭缝，抑制非焦面的荧光，提高图像对比度；所述相机三维调节结构(128)用于调节线阵相机，使得同一成像结构内两个线阵相机探测样本同一成像区域的荧光信号并且不同成像结构的线阵相机同时探测样本表面X方向位置相同且Y方向位置相邻的两个成像区域的荧光信号；

其中，X方向为扫描方向，Z方向为样本轴向，Y方向为同一平面内成像条带的分布方向，并且X方向、Y方向、Z方向构成右手坐标系。

2.如权利要求1所述的阵列式线扫描荧光显微成像装置，其特征在于，所述激发光模块(11)包括沿光路方向依次设置的激光光源(111)、扩束单元、反射镜组以及柱面镜(117)；所述扩束单元用于对所述激光光源(111)产生的激光束扩束并调节激光束的发散角，进而调节激发线光斑被聚焦后的Z方向位置；所述反射镜组用于调节激光束的倾斜角，进而调节激发线光斑被聚焦后的X方向位置；所述柱面镜(117)用于将激光束整形为激发线光斑。

3.如权利要求2所述的阵列式线扫描荧光显微成像装置，其特征在于，所述扩束单元包括共光轴设置的第一透镜(112)和第二透镜(113)；所述第一透镜(112)与所述第二透镜(113)的轴向相对位置可调节。

4.如权利要求2所述的阵列式线扫描荧光显微成像装置，其特征在于，所述反射镜组包括第一反射镜(114)和第二反射镜(116)；所述第一反射镜(114)和所述第二反射镜(116)的位移均可调节。

5.如权利要求1所述的阵列式线扫描荧光显微成像装置，其特征在于，所述两个成像结构中的其中一个成像结构还包括物镜三维调节结构(120)；所述物镜三维调节结构(120)用于调节所述显微物镜(123)，使得两个成像结构所拍摄的成像区域在Y方向有重合，且重合区域的宽度不超过激发线光斑宽度的20％，以保证图像的冗余，实现无缝拼接。