[发明专利]一种荧光成像装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于荧光成像领域，更具体地，涉及一种荧光成像装置及方法。

背景技术

切片光显微成像系统(LSM)是一种新型的荧光显微成像技术。与共聚焦与普通倒置荧光显微镜相比它具有低光毒性，高Z轴分辨率，大成像动态范围等多项优势，非常适用于多细胞结构的三维观察。

现有的切片光显微成像技术，比如选择性平面照明显微成像系统(Selective Plane Illumination Microscopy,SPIM)在做成像时需要进行一系列的样品准备，固定和机械扫描。步骤通常是将一个样品封装在琼脂糖中，再整体固定在一个精密的位移台上，成像时控制位移台或者扫描振镜对样品进行Z轴扫描。由于将多个样品对齐并固定难度不小，加上振镜的扫描范围或位移台的移动行程有限，这样的常规方法很难进行高通量的多样品成像。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种荧光成像装置及方法，其目的在于使高通量样品依次通过扫描装置成像，并在成像后迅速离开成像区域，避免影响下一样品成像，由此解决目前三维荧光成像技术无法实现高通量成像的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种荧光成像装置，包括连续进样装置、样品管道、切片激光器和高速荧光采集端；所述连续进样装置与样品管道连接，所述样品管道按照进样方向依次包括扫描管道和偏转管道，所述扫描管道和偏转管道夹角在60°至120°之间，所述扫描管道管壁为光学平整面；所述切片激光器产生的光切片投射在扫描管道上；所述连续荧光成像装置垂直于切片光设置。

优选地，所述荧光成像装置，其扫描管道和偏转管道夹角为90°。

优选地，所述荧光成像装置，其光切片和偏转管道夹角在0°至15°之间，优选0°。

优选地，所述荧光成像装置，其样品管道还包括周期性弯管道，设置在扫描管道进样方向上游，用于样品混合。

优选地，所述荧光成像装置，其样品管道的周期性弯管道处设置有降温装置。

优选地，所述荧光成像装置，其样品管道为微流控芯片。

优选地，所述荧光成像装置，其微流控芯片的材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

优选地，所述荧光成像装置，其连续进样装置为多相进样装置，优选Y型、T型十字型多相进样装置。

按照本发明的另一方面，提供了一种荧光成像方法，包括以下步骤：

(1)将荧光标记的待成像样品分散于离散相中，所述进样装置驱动连续相，带动样品形成样品序列24；

(2)步骤(1)中形成的样品序列24进入样品管道，当样品经过扫描管道时，样品序列24中的每个样品经过所述激光切片器产生的光切片，被激发产生荧光，所述荧光被所述连续荧光成像装置采集，形成多张切面荧光图，样品随后进入偏转管道；

(3)堆积步骤(2)中形成的多张切面荧光图，从而重构出所述样品的三维图像。

优选地，所述荧光成像方法，其所述光切片的扫描率S，按照以下式子确定：

S＝V/F

其中，V为离散相的流动速率，F为高速荧光采集端的采集帧率。

优选地，所述荧光成像方法，其所述待成像样品为离散相包裹的荧光标记生物样本，所述离散相与连续相为互不相容的两相。

优选地，所述荧光成像方法，其所述连续相和离散相均为液相。

优选地，所述荧光成像方法，其所述离散相为琼脂相，所述连续相为油相。

优选地，所述荧光成像方法，其所述琼脂相为质量浓度在0.2％至1％之间的琼脂糖溶液，温度在35-50摄氏度。

优选地，所述荧光成像方法，其所述连续相和离散相分别通过多相进样装置的不同进样口进样。

优选地，所述荧光成像方法，其所述连续相和离散相经过所述周期性弯管道后，形成均匀的样品序列24。

优选地，所述荧光成像方法，当所述连续相和离散相经过所述周期性弯管道时，对其进行降温处理。

优选地，所述荧光成像方法，其步骤(3)所述重构出所述样品的三维图像的方法为三维像素超分辨算法。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的荧光成像装置，样品管道的扫描管道和偏转管道呈一定角度，使得样品在扫描后迅速离开成像区域，不会影响到下一样品成像。