[发明专利]一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法，通过分光单元将激光器产生的入射光分离为波长不同的激发光和擦除光；然后由第一光路调整单元调整激发光和擦除光的方向，将激发光与擦除光进行重叠；再由扫描单元将重叠后的激发光和擦除光同步扫描至待成像样品；最后成像单元对待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像。通过本发明的实施，由分光单元通过分光的方式从单一光源中分离出STED超分辨成像所需的两种类型的激光，可以有效降低系统硬件冗杂度，扩展了系统的应用范围，并节省了成像成本。

技术领域

本发明涉及光学成像显微领域，尤其涉及一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法。

背景技术

受激辐射损耗(Stimulated Emission Depletion,STED)显微技术是一种超分辨成像技术，可以突破衍射极限对光学显微镜的分辨率的限制，实现超分辨显微成像。

具体地说，STED技术是针对扫描成像系统的一种空域处理的技术，其原理为利用两束激光来进行显微成像，其中一束为激发光，用于激发荧光材料；而另一束是光斑形状为圆环状，与激发光共轴且波长与荧光分子发射波长匹配的擦除光(也称为STED光)，用来使两束光重叠区域产生受激辐射作用，而在中心区域的荧光分子则不受擦除光的影响，只会发生自发辐射。由于自发辐射的波长和受激辐射的波长不同，因此可以通过滤光片滤掉受激辐射的光，达到减小成像光斑的目标，从而提升系统的分辨率。

由于该显微技术需要依赖于两种类型的光来实现，目前通常是通过设置两个单独的激光器，来分别产生激发光与擦除光，因此目前的STED超分辨显微系统的硬件冗杂度相对较高，应用范围较为局限，成像成本较高。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法，至少能够解决相关技术中在进行STED超分辨成像时，通过设置两个单独的激光器来分别产生激发光与擦除光，所导致的系统硬件冗杂度较高、应用范围较为局限以及成像成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种受激辐射损耗超分辨成像系统，包括：激光器、分光单元、第一光路调整单元、扫描单元以及成像单元；

所述激光器用于产生入射光；

所述分光单元用于将所述入射光分离为波长不同的激发光和擦除光；

所述第一光路调整单元用于调整所述激发光和擦除光的方向，将所述激发光与擦除光进行重叠；

所述扫描单元用于将重叠后的所述激发光和擦除光同步扫描至待成像样品；

所述成像单元用于对所述待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像。

为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供了一种受激辐射损耗超分辨成像方法，应用于上述受激辐射损耗超分辨成像系统，该受激辐射损耗超分辨成像方法包括：

所述分光单元将所述激光器产生的入射光分离为波长不同的激发光和擦除光；

所述第一光路调整单元调整所述激发光和擦除光的方向，将所述激发光与擦除光进行重叠；

所述扫描单元将重叠后的所述激发光和擦除光同步扫描至待成像样品；

所述成像单元对所述待成像样品受激发所产生的荧光信号进行STED超分辨成像。