[发明专利]一种高精度瞬时正交光学投影层析成像系统

摘要

本发明公开了一种高精度瞬时正交光学投影层析成像系统，实现对斑马鱼胚胎内中性粒细胞的三维跟踪。采集速度达到相机帧速率、对生物样本光辐射小。将各种图像处理和识别算法用于斑马鱼胚胎内中性粒细胞的检测与识别，得到细胞的位置变化和形态学特征。为下一步数据分析奠定基础，并分析中性粒细胞结构、形态学特征、运动轨迹与炎症和药物作用的相互关系，为研究疾病变化和药物机理奠定实验与理论基础。

主权项

一种高精度瞬时正交光学投影层析成像系统，其特征在于，包含以下：将一个转基因突变的斑马鱼胚胎作为一个标准模型，所述标准模型是透明的，并且体内中性粒细胞中能表达出绿色荧光蛋白；对所述活体内中性粒细胞移动进行延时成像；所述转基因突变的斑马鱼胚胎放入在胚胎培养液中培养，在受精几天后嵌入到低熔点琼脂，所述低熔点琼脂用于增加水的黏度，阻止麻醉的所述转基因突变的斑马鱼胚胎的运动，所述低熔点琼脂内含麻醉剂；所述转基因突变的斑马鱼胚胎在麻醉后，被吸入透明的FEP氟化乙丙烯管子，在成像前，弄伤尾巴，提供了一个炎症刺激，形成一个样本；高精度瞬时正交光学投影层析成像系统包括有：散射片、光学快门、激光器、旋转台、EF滤光片A，L1镜筒透镜A、可调光阑A、L2镜筒透镜A、CCD相机A、EF滤光片B、L1镜筒透镜B、可调光阑B、L2镜筒透镜B、CCD相机B、采集装置、电动控制快门、控制模块、光学感应模块、数据存储模块、匹配模块，查询模块；所述控制模块用Labview编程语言编程控制的部件有光学快门、旋转台、CCD相机A和CCD相机B，所述样本悬浮在一个装满水的容器里，将所述装满水的容器固定在所述旋转台上，用一个473nm，25mw所述激光器用作宽场激发；宽场激发出的荧光在所述CCD相机A、所述CCD相机B上成像；用L1套筒透镜A和L2套筒透镜A作为消色差双合透镜在正交投影角度通过所述激发滤光片A产生的合适的视场和放大率；用所述L1套筒透镜B和所述L2套筒透镜B作为消色差双合透镜在正交投影角度通过所述激发滤光片B产生的合适的视场和放大率；用所述分别位于L1套筒透镜A和L1套筒透镜B焦平面上的调节光阑A和调节光阑B，从而产生一个有效采集数值孔径，与所述透明的FEP氟化乙丙烯管子的内直径近似匹配；一个所述电动控制快门直接放置在所述激光器后避免投影采集期间的曝光；所述采集装置的参数设置和硬件控制通过编程进行实现，并包括有数据采集板、信号发生器；所述数据采集板的电平信号可以通过所述信号发生器进行同步触发；所述控制模块，用于根据所述查询模块的数据进行控制所述信号发生器；所述光学感应模块，用于曝光后收集所述CCD相机A和所述CCD相机B的瞬间曝光信息，并且反馈给所述数据存储模块；所述光学感应模块用于获取根据所述CCD相机A和所述CCD相机B在所述样本区域下拍摄的曝光数据；所述数据存储模块，通过所述光学感应模块收集的信息，用于存储不同的帧数模式产生的全部或部分曝光数据，其中，根据实际需要的帧数形成不同的帧数标识进行分类，并且存储为列表，在所述列表中，每个不同的帧数标识的曝光数据作为所述列表的行，存储在数据链表中；所述匹配模块，用于根据请求中从所述数据链表开始查找匹配，将请求与所述数据链表的不同的帧数标识进行匹配，直到匹配到与不同的帧数标识的曝光数据为止，并把匹配到的曝光数据进行排序；所述查询模块，根据所述匹配模块得到的所述排序的数据，建立根据实际需要的帧数而形成不同的帧数标识的一系列子列表以供参考，从而能减少所述CCD相机A和所述CCD相机B的瞬间曝光的反应时间，增加智能性；所述CCD相机A和所述CCD相机B实现同步采集，设置均为外触发模式，允许来自所述数据采集板的电平信号的同步触发；为了延时采集，所述电动控制快门打开，所述CCD相机A和所述CCD相机B由所述信号发生器给出信号给所述控制模块，由所述控制模块进行控制工作；一旦所述CCD相机A和所述CCD相机B的曝光时间得到满足，所述电动控制快门关闭，所述CCD相机A和所述CCD相机B里的数据循序地被读出形成图像，所述图像被保存，所述旋转台切换到下一个角度；最后在用户定义的延迟时间里，再按预期设定的循环步骤重复进行。