[发明专利]一种频域发光寿命成像系统

说明书

本发明公开了一种频域发光寿命成像系统，包括样品台、激发光源、第一透镜组、斩波器、滤光片、第二透镜组、成像器件、计算机和信号发生装置。适用于微秒及以上发光寿命的频域寿命成像系统。该种成像手段使用斩波器作为主要的频域发光调控器件，测量的波段可以从可见区延伸到近红外区(300–1700nm)，相比传统频域寿命成像系统，不仅提供了近红外区的光谱范围(1000–1700nm)，而且相比前者使用的高分辨探测器，高速相机以及精密时序设备，极大降低了寿命成像的成本，具有可拓展性和易用性，在微秒以上的发光寿命成像领域具有极大的应用前景。

技术领域

本发明涉及发光成像领域，尤其涉及频域发光寿命成像系统。

背景技术

发光成像技术是一种以发光探针的性质变化为检测信号的可视化技术，具有操作简单、分辨率高、造价低廉、可连续实时监测等优势。利用发光探针标记的方法，可以实现细胞、生物组织、乃至动物活体内目标的信号动态检测，达到定性，定量和定位分析的目的。目前，发光成像技术已经成为化学、生物和医学等基础研究领域中非常重要的研究方法。

时间分辨发光成像技术作为一种新兴的探测手段，相对于稳态发光成像技术有更佳的信号还原能力。在复杂的细胞，生物组织和动物活体内环境，时间分辨发光在时间域上进行了一次发光校正，使得在理想情况下，探针的发光寿命信号不受探针的局域浓度分布、激发光的强度，以及环境的变化情况等的影响，而只受需要探测的物种或物理量的影响。因此，该类技术对于解决活生物体中的定量和半定量的问题，具有极好的应用前景。目前，已经在细胞层面以及活体层面用于探测离子浓度、氧含量、温度、pH等等。

然而，经研究发现，尽管时间分辨(寿命)成像在生物和医学研究方面得到了一些应用，但是距离将该工具转化为普适化的研究手段仍然具有相当的距离，其根本原因在于设备的成本极高。例如需要非常精细的脉冲光源，如飞秒或皮秒激光，精细的时序计时和控制电子设备，以及时序探测设备，如单光子探测器、像增强相机、条纹相机等(参考中国专利CN101632577B、CN102692401A、CN102998290A)。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是解决现有技术中高精度的发光成像系统的成本极高。本发明提供了一种频域发光寿命成像系统，适用于微秒及以上发光寿命的频域寿命成像系统，具有便捷、低成本，同时又精准的优势，对生物和医学的基础和应用研究都会起到较大的推动作用。

为实现上述目的，本发明提供了一种频域发光寿命成像系统，包括样品台、激发光源、第一透镜组、斩波器、滤光片、第二透镜组、成像器件、计算机和信号发生装置；

样品台用于放置待检测样品，待检测样品中包含发光探针和发光探针分散液；

激发光源向样品台发射正弦波动的激发光；

第一透镜组收集样品台的待检测样品的发光信号；

信号发生装置分别与计算机、斩波器和激发光源连接，提供晶体管-晶体管逻辑电平(TTL)信号，控制斩波器转动频率和相位，提供同步的调制信号给激发光源，并提供同步的TTL信号触发成像器件；

滤光片设置于斩波器和第二透镜组之间，用于阻挡激发光透过待检测样品发光；

第二透镜组将通过斩波器的光汇聚至成像器件；

计算机与成像器件连接，并控制成像器件，收集和处理频域时间分辨发光探测信号。

进一步地，待检测样品中包含发光探针分散液的浓度设置为0.005mg～50mg/mL。

进一步地，激发光源使用正弦形式的周期性激发光激发待测样品，使用滤光片收集所需光谱区间的正弦波动的发光，并通过斩波器后到达成像器件。

进一步地，的激发光正弦波动周期和斩波器转动周期一致并且同步。