[发明专利]用于微滴酶观测的大视场高分辨率的三反成像系统

说明书

本申请公开了一种用于微滴酶观测的大视场高分辨率的三反成像系统。该系统包括：离轴设置的三个反射镜，三个反射镜包括第一反射镜，第二反射镜，第三反射镜；第一反射镜为凹状的扩展多项式自由曲面，第二反射镜为凸状的扩展多项式自由曲面，第三反射镜为凹状的扩展多项式自由曲面；样品面的物面与探测器成像的像面之间的共轭距离有限。解决了相关技术中的三反成像系统在成像时，存在成像分辨率与视场无法兼顾，难以同时满足需求的问题。

技术领域

本申请涉及光学成像领域，具体而言，涉及一种用于微滴酶观测的大视场高分辨率的三反成像系统。

背景技术

生物制造“芯片”——工业用微生物酶制剂和工业菌种的突破和发展，是实现绿色生物制造的核心，而运用定向进化技术进行工业菌种和工业用酶的极限优化是实现该目标的重要手段。在前期信息有限的情况下，突变体库容量越大，获得优良突变体的概率越高。在由200个氨基酸组成的蛋白质中随机引入3个突变位点，就可以产生90亿(9×10⁹)种不同的突变体。而常规筛选方法所能筛选的库容量通常只有10³-10⁵，仅占突变体库容量的很小一部分。故通过高通量筛选，从海量的突变体中筛选出优良突变体是实现生物制造“芯片”突破的关键。

然而，以成像方式来筛选，除了观察分辨率需达到微米级别的同时，观察视场需达到几十厘米量级。因此，为实现5×10⁶个微滴酶同时观测，达到观察微滴酶形态状态所需分辨率优于1.5μm的要求，同时按照每个微滴平铺在载片上尺寸为20μm来算，载片的尺寸需要达到45mm×10mm才能承载5×10⁶个微滴酶具备较充足的生长空间。

现有技术中存在一种宽谱段大数值孔径超高通量的显微物镜光学系统，虽然分辨率远远优于1.5μm，但是单次成像线视场仅为2.8mm，远远不及所需视场大小。

还存在一种基于自由曲面面型的离轴三反成像系统，该系统的焦距仅为120mm，视场角仅为2°×2°，且系统是入射光线为平行光入射的无限远共轭距，即不能直接成像，需要另外承接聚焦成像系统，不满足高通量筛选技术要求。

针对相关技术中的三反成像系统在成像时，存在成像分辨率与视场无法兼顾，难以同时满足需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于微滴酶观测的大视场高分辨率的三反成像系统，以解决相关技术中的三反成像系统在成像时，存在成像分辨率与视场无法兼顾，难以同时满足需求的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于微滴酶观测的大视场高分辨率的三反成像系统，包括：离轴设置的三个反射镜，所述三个反射镜包括第一反射镜，第二反射镜，第三反射镜；所述第一反射镜用于将样品面入射的光线反射至第二反射镜，所述第二反射镜用于将第一反射镜反射的光线反射至第三反射镜，所述第三反射镜用于将所述第二反射镜反射的光线反射至用于成像的探测器；所述第一反射镜为凹状的扩展多项式自由曲面，所述第二反射镜为凸状的扩展多项式自由曲面，所述第三反射镜为凹状的扩展多项式自由曲面；所述样品面中心与第一反射镜中心的距离值为第一预设距离；所述第一反射镜中心与第二反射镜中心的距离值为第二预设距离；其中，所述第一预设距离大于所述第二预设距离；所述第二反射镜中心与第三反射镜中心的距离值为第三预设距离；所述第三反射镜中心到探测器平面中心的距离为第四预设距离；其中，所述第四预设距离大于所述第三预设距离；所述样品面的入射光线的最下方光线与所述第二反射镜上边缘之间的距离大于第五预设距离；所述第三反射镜反射光线最上方光线和第二反射镜下边缘之间的距离大于第六预设距离，其中，所述第五预设距离小于所述第六预设距离；所述样品面的物面与所述探测器成像的像面之间的共轭距离有限。