[实用新型]一种高荧光收集率手持式显微镜

说明书

本实用新型涉及微型显微镜技术领域，具体为一种高荧光收集率手持式显微镜，包括显微镜镜体，所述显微镜镜体上设有显微物镜镜体，所述显微物镜镜体连接有用于将荧光光子转化为电信号的光电检测器，所述光电检测器为环形，且套设于显微物镜镜体上，所述光电检测器包括内圈、外圈，以及连接内圈、外圈的侧面，所述侧面倾斜设置；还包括用于手持的壳体，所述壳体包覆显微镜镜体。采用本方案能够收集物镜本体接收不到的荧光光子，从而提高荧光收集效率，提高成像的信噪比，提高在高散射介质中的成像深度。

技术领域

本实用新型涉及微型显微镜技术领域，具体为一种高荧光收集率手持式显微镜。

背景技术

在非线性光学成像显微镜，特别是多光子荧光显微镜中，近红外激光脉冲被显微物镜聚焦后在样品中激发出各向同性发射的荧光光子。生物组织通常表现出较强吸收和高散射的光学特性。对于落射式(Epifluorescence)荧光检测，同一个显微物镜既被用于聚焦激光，又被用于收集荧光光子。被显微物镜收集的荧光光子的强度取决于显微物镜的数值孔径和物镜前孔径(Objective Front Aperture，OFA)。显微物镜的数值孔径和物镜前孔径越大，显微物镜能收集的荧光光子的强度越大。对于双光子荧光显微镜中常见的数值孔径为0.8，放大倍率为40X的显微物镜来说，高散射样品中只有不到10％的立体角内的荧光被显微物镜收集到。

因此，近年来，出现了很多收集显微物镜无法收集到的荧光光子的技术，例如，通过在显微物镜周围安排5-8根高数值孔径的光纤来收集显微物镜收集不到的荧光，可以在高数值孔径显微物镜获得2倍荧光收集效率增强，在低数值孔径显微物镜获得20倍荧光收集效率增强。例如，2016年出现的一种兼容商用双光子荧光显微镜，采用四分之一椭球反射镜的全发射检测技术，在高数值孔径显微物镜获得2.75倍荧光收集效率增强。

以上用于增强荧光收集效率的技术均采用额外光学元件收集显微物镜无法收集到的荧光光子。由于荧光光子的散射角度离散性很大，进入额外收集光路后荧光光子多次反射路径复杂、损耗大，导致额外光学元件的实际收集效率受限。此外额外光学元件的形状复杂，加工难度很高，成本也较高，使得应用上述增强荧光收集效率技术的仪器体积过大，会对成像区域造成遮挡，同时对进行的电生理实验操作造成阻碍。

因此，亟需一种能够收集物镜本体接收不到的荧光光子，从而提高荧光收集效率，提高成像的信噪比，提高在高散射介质中的成像深度的显微镜。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种高荧光收集率手持式显微镜，以解决上述技术问题。

本实用新型提供基础方案是：一种高荧光收集率手持式显微镜，包括显微镜镜体，所述显微镜镜体上设有显微物镜镜体，所述显微物镜镜体连接有用于将荧光光子转化为电信号的光电检测器。

基础方案的工作原理及有益效果是：激光信号穿过显微物镜镜体，到达实验样品上，由于背向反射和背向散射使得激光信号的光路呈现不同角度，经过背向反射和背向散射的激光信号中包含荧光光子，其中一部分激光信号经过显微物镜镜体进入显微镜镜体，经过相关元件后，显微镜镜体将接收的激光信号中的荧光光子转换为电信号，另一部分激光信号经过光电检测器，激光信号中的荧光光子被光电检测器收集，并转换为电信号，从而根据电信号实现显微成像。通过光电检测器收集显微物镜镜体接收不到的荧光光子，从而提高荧光收集效率，提高成像的信噪比，提高在高散射介质中的成像深度。

光电检测器直接收集经过实验样品背向反射和背向散射的激光信号，激光信号无需多次反射，避免对激光信号造成损耗，减少收集的荧光光子。与传统的电子扫描显微镜(即具有上述将经过显微物镜镜体的激光信号中的荧光光子转换为电信号的功能的显微镜)相比，通过光电检测器收集显微物镜镜体接收不到的荧光光子，从而提高荧光收集效率，提高成像的信噪比，提高在高散射介质中的成像深度。