[发明专利]双门控相关荧光成像装置及成像方法

权利要求书

1.一种双门控相关荧光成像装置，其特征在于，所述装置包括：

一激光器，射出脉冲激光；

一整形镜头，用于对所述脉冲激光扩束整形；

一样品台，用于放置样品，配置为射入括束整形的脉冲激光，所述括束整形的脉冲激光非垂直入射所述样品；

一滤光片和成像镜头，滤光片位于成像镜头前端，所述成像镜头和滤光片设置于样品垂直出射方向上，完成对样品图像的初步采集；

一像增强电荷耦合器件，设置于所述成像镜头后端，实现对初步采集的样品图像的荧光强度处理；

一计算机，所述计算机的输入端与所述像增强电荷耦合器件的输出端相连；

一时序控制单元，与所述激光器和像增强电荷耦合器件相连，用于实现同步控制；

其中，所述时序控制单元通过动态时间扫描，获得不同延时下的荧光时间分辨图；所述计算机内置图像增强相关算法，通过结合所述不同延时下的荧光时间分辨图，计算荧光强度处理后的所述样品图像的荧光相对寿命图；所述双门控相关荧光成像装置的输出为融合所述荧光相对寿命图和任一所述荧光时间分辨图获得的增强后的彩色RGB荧光相对寿命图像。

2.根据权利要求1所述的双门控相关荧光成像装置，其特征在于，所述激光器为纳秒或皮秒激光器，脉宽在皮秒量级。

3.根据权利要求1所述的双门控相关荧光成像装置，其特征在于，所述滤光片为紫外截止滤光片。

4.根据权利要求1或3所述的双门控相关荧光成像装置，其特征在于，所述滤光片的截止波长大于激光器探头的波长。

5.根据权利要求1或3所述的双门控相关荧光成像装置，其特征在于，所述成像镜头根据待检测目标痕迹的大小选择不同焦距的镜头。

6.根据权利要求1或3所述的双门控相关荧光成像装置，其特征在于，所述像增强电荷耦合器件为纳米量级选通像增强电荷耦合器件，还实现纳米量级精确门控开关与皮秒级延时控制。

7.一种应用在权利要求1-6中任一所述双门控相关荧光成像装置的成像方法，其特征在于，包括：

系统开机；

使激光器对准目标荧光物，通过计算机设置门宽参数和系统参数；

通过时序控制器动态时间扫描，从而利用目标与背景间的荧光寿命差异，获得不同延时下的两幅荧光时间分辨图；

通过图像增强相关算法获得荧光相对寿命图；

将获得的荧光相对寿命图与荧光时间分辨图像用不同的颜色表示，将两幅图相融合，获得增强后的彩色RGB荧光相对寿命图像。

8.根据权利要求7所述的双门控相关荧光成像装置的成像方法，其特征在于，所述通过时序控制器动态时间扫描，从而利用目标与背景间的荧光寿命差异，获得不同延时下的两幅荧光时间分辨图，包括：

基于FPGA的编码时序控制器，通过差相位移相相或的方法实现百皮秒级延时编码同步控制，用于产生所需的工作时序；

通过使用百皮秒级在线编码时序控制技术，包括选通门宽的动态编码控制、激发激光与选通门间延时的动态调节，实现动态时间扫描。

9.根据权利要求7所述的双门控相关荧光成像装置的成像方法，其特征在于，所述通过图像增强相关算法获得荧光相对寿命图包括：

所述图像增强相关算法结合经典荧光衰减模型建立双门控相关成像的理论模型，进行目标荧光和背景荧光不同时域参数下目标-背景荧光比分析，建立双门控优化时序算法，获取荧光相对寿命图像。