[发明专利]拉曼光谱法与高级光学显微法的集成系统及其应用

权利要求书

1.一种用于样本上的多模态成像的集成光谱显微系统，包括：

反射差分干涉对比度(RDIC)显微镜；

拉曼光谱仪，所述拉曼光谱仪与所述RDIC显微镜光学耦合以使得所述集成光谱显微系统能够同时获取同一样本上的RDIC图像和拉曼光谱。

2.根据权利要求1所述的集成光谱显微系统，还包括全内反射荧光/散射(TIRF/TIRS)显微镜，所述全内反射荧光/散射显微镜与所述RDIC显微镜光学耦合以使得所述集成光谱显微系统能够同时获取同一样本上的所述RDIC图像、所述拉曼光谱和TIRF/TIRS图像。

3.根据权利要求2所述的集成光谱显微系统，其中所述集成光谱显微系统能够通过移除选定的光学组件而单独地获取同一样本上的所述RDIC图像、所述拉曼光谱和所述TIRF/TIRS图像。

4.根据权利要求2所述的集成光谱显微系统，其中所述RDIC显微镜、所述拉曼光谱仪和所述TIRF/TIRS显微镜中的每一个包括：递送构件，所述递送构件用于将从对应光源发射的入射光递送到放置于基板上的所述样本以用所述入射光照射所述样本；以及收集构件，所述收集构件用于响应于所述入射光的照射而从被照射样本收集光。

5.根据权利要求4所述的集成光谱显微系统，其中所述RDIC显微镜的所述递送构件包括线形偏振器、分束器、Nomarski棱镜和物镜，所述线形偏振器、所述分束器、所述Nomarski棱镜和所述物镜放置于作为所述RDIC显微镜的入射光路径的第一光学路径中以使得：所述分束器与所述入射光成45°放置；所述Nomarski棱镜定位于所述物镜的后焦平面处，且横向跨越所述光学路径可操作地平移以引入偏置延迟以实现所述样本的最佳图像对比度；且所述物镜接近所述样本定位且将剪切正交波前可操作地准直到所述样本上。

6.根据权利要求5所述的集成光谱显微系统，其中所述拉曼光谱仪的所述递送构件包括所述分束器、所述物镜和可操作地可装卸式镜，所述可操作地可装卸式镜定位于所述第一光学路径中的所述线形偏振器与所述分束器之间以使得当移除所述可操作地可装卸式镜时，所述拉曼显微镜的入射光不会递送到所述样本。

7.根据权利要求4所述的集成光谱显微系统，其中所述TIRF/TIRS显微镜的所述递送构件包括相对于所述样本定位的棱镜和放置于所述TIRF/TIRS显微镜的入射光路径中的多个光学组件以用于以比临界角大的入射角将入射光递送到所述棱镜，使得所述入射光被完全反射且产生渐逝场以选择性地照射和激发所述渐逝场内的所述样本的荧光团，其中所述基板在所述样本与所述棱镜之间。

8.根据权利要求5所述的集成光谱显微系统，其中所述RDIC显微镜的所述收集构件包括所述物镜、所述Nomarski棱镜、所述分束器、分析器和镜筒透镜，所述物镜、所述Nomarski棱镜、所述分束器、所述分析器和所述镜筒透镜放置于第二光学路径中以使得响应于所述准直正交波前的照射而来自所述样本的光由所述物镜收集且聚焦到所述Nomarski棱镜的干涉平面上，穿过所述分束器和所述分析器，且通过所述镜筒透镜聚焦在相机上。

9.根据权利要求8所述的集成光谱显微系统，其中所述拉曼光谱仪的所述收集构件包括所述物镜、所述分束器、所述镜筒透镜和镜，所述物镜、所述分束器、所述镜筒透镜和所述镜放置于所述第二光学路径中以使得响应于所述拉曼光谱仪的所述入射光的照射从所述样本发射的拉曼信号由所述物镜收集且穿过所述分束器和所述镜筒透镜，且通过第三光学路径反射到所述拉曼光谱仪的检测器。

10.根据权利要求8所述的集成光谱显微系统，其中所述TIRF/TIRS显微镜的所述收集构件包括所述物镜、所述分束器和所述镜筒透镜，所述物镜、所述分束器和所述镜筒透镜放置于所述第二光学路径中以使得从所述样本的选择性地激发的荧光团发射的光由所述物镜收集且穿过所述分束器，且通过所述镜筒透镜聚焦在所述相机上。