[发明专利]基于双通道的多光谱荧光成像显微系统和方法

摘要

本发明适用于光学、生物医学、生命科学等领域，提出了以一种基于双通道的多光谱荧光成像显微系统和方法，其中基于双通道的多光谱荧光成像显微系统包括皮秒脉冲激光器，荧光激发和收集光路，显微物镜，分束镜，双ICCD探测器，控制与处理模块。本发明同时还公布了一种利用所述双通道的多光谱荧光成像显微系统进行多光谱成像的方法。本发明有效的解决了现有的荧光显微镜、荧光寿命成像显微系统，一次探测只能获取单一波长荧光信息的限制，并可以针对生物医学和生命科学中相关荧光强度探测受限的动态过程，进行多光谱荧光强度和荧光寿命图像的同时获取，拓展了生物光子学的研究和应用范围。

主权项

一种基于双通道的多光谱荧光成像显微系统，包括：光源模块，光斑整形光路，荧光激发收集光路，双通道光路，双ICCD、时序信号产生器和PC机，其特征在于：所述光源模块，用于激发荧光样品，使样品表面产生光致荧光信号，所述光源模块包括皮秒脉冲激光器，由激光器驱动器、半导体激光头、光纤输出口组成；所述激光器驱动器用于接收时序信号产生器产生的触发信号，并触发半导体激光头产生皮秒脉冲激光；所述半导体激光头，在激光器驱动器触发下，输出自由空间光；所述光纤输出口，连接在半导体激光头上，将输出的自由空间光耦合到光纤输出口，实现光纤输出，所述半导体激光头包括紫光372nm、绿光440nm或者根据实际荧光样品选定近紫外至可见光波段皮秒半导体脉冲激光头；所述光斑整形光路包括光纤耦合输出装置、扩束镜，用于将输出的自由空间光经光纤耦合输出后，采用扩束镜进行光斑扩束，用于适应激发样品大小，实现宽场激发；所述荧光激发收集光路包括双色镜、反射镜、物镜，激发光经由右侧双色镜反射至反射镜表面，反射镜位于双色镜左侧，激发光反射至反射镜上方的物镜内；物镜将激发光会聚到样品表面完成荧光样品激发，并收集样品表面出射的荧光信号，双色镜用于分离激发光束和荧光信号，实现荧光样品的激发和收集，对于激发光全部反射，荧光信号全部透射；所述反射镜用于光路中激发光和荧光的光路角度调整，方向调整90度；所述双通道光路，包括：分光棱镜、透镜L3、透镜L4、滤光片F1、滤光片F2，其中所述分光棱镜，用于将荧光信号分成50∶50的荧光强度信号，50％透射、50％反射实现双通道探测；所述透镜L3、L4，用于调整荧光在探测器上成像的清晰度和大小；所述滤光片F1、F2，用于选择荧光信号中的兴趣波段，实现兴趣光谱成像；所述双ICCD探测器探测两路兴趣波段的时间分辨荧光强度图像；所述时序信号产生器输出三路电学触发信号，用于触发短脉冲激光器、第一ICCD、第二ICCD，完成时序电路控制；所述PC机同时连接时序信号产生器、双ICCD的图像输出端口，用于系统探测参数的输入、成像系统的控制以及荧光寿命图像计算和融合处理。