[发明专利]暗场、明场、相衬、荧光多模式同步成像显微成像装置

说明书

本发明公开了一种暗场、明场、相衬、荧光多模式同步成像显微成像装置，具有样品台，所述样品台物镜焦点处用于放置样品，所述样品台一侧设置由若干台不同波长光源排列而成的光束发射单元，所述样品台另一侧依序设置光束处理单元、用于放大光束以保证光斑完整的照射在光束过滤单元的光束放大单元、光束过滤单元以及光束接收单元。本发明适用于生物观察检测，并且使用便捷，成本低，具有良好成像效果。

技术领域

本发明涉及成像装置，尤其是涉及暗场、明场、相衬、荧光多模式同步成像显微成像装置。

背景技术

光学显微镜是不同学科中普遍存在的工具，提供材料和生物标本的详细可视化。在过去的几十年中，显微镜的不断进步已经引入了许多新的成像方式。然而，明场，暗场和相位对比显微镜仍然代表了最常见和广泛使用的非染色成像方法。明场(BF)显微镜通过映射穿过样本的光的强度调制来提供图像。虽然它是最简单和最常见的显微镜形式，但它不适合观察半透明样品，如未标记细胞和薄组织样本，因为这些样本在可见光下不会表现出强烈的衰减。暗场(DF)显微镜可以生成薄对象的高对比度图像，对样本边缘敏感。DF显微镜采用超出光学成像系统可捕获的最大角度的倾斜光照射，从而最小化未散射的背景，同时收集来自样品的散射光。相衬显微镜，例如Zernike和微分干涉对比(DIC)显微镜，通过将照射样品的光的光学相位延迟呈现为强度分布来提供图像。在论文“Quantitative phaseimaging using a partitioned detection aperture”(OPTICS LETTERS/Vol.37,No.19/October 1,2012)中，描述了一种非干涉技术来进行定量相衬成像，但仍只能实现单一的成像模式。

尽管明场，暗场和相位对比图像提供了样本的互补信息，但是在传统显微镜中同时采集这些图像是不可行的，因为每种模态都需要不同的光学布置和专用光学元件。此外，成像模式之间的转换伴随着时间和额外光学元件的浪费，不够节能便捷。在论文“Real-time brightfield,darkfield,and phase contrast imaging in a light-emittingdiode array microscope”(Journal of Biomedical Optics 19(10),106002(October2014))和Microscopy refocusing and dark-field imaging by using a simple LEDarray(October 15,2011/Vol.36,No.20/OPTICS LETTERS)中，均提出了一种利用LED阵列实现多模式照明成像的方法，但都无法解决同步成像的问题，需要频繁地切换光源得到预期效果。

此外，市场现有的荧光检测显微镜功能单一，仅可实现特定物质的荧光检测。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种暗场、明场、相衬、荧光多模式同步成像显微成像装置，旨在适用于生物观察检测，并且使用便捷，成本低，同时具有良好成像效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种暗场、明场、相衬、荧光多模式同步成像显微成像装置，具有样品台，所述样品台物镜焦点处用于放置样品，所述样品台一侧设置由若干台不同波长光源排列而成的光束发射单元，所述样品台另一侧依序设置光束处理单元、用于放大光束以保证光斑完整的照射在光束过滤单元的光束放大单元、光束过滤单元以及光束接收单元。

进一步：所述光束发射单元具有405nm激光器、488nm激光器、532nm激光器、638nm激光器；所述405nm激光器以小于48.6°的入射角入射到样品台；所述488nm激光器与405nm激光器关于光轴对称；所述532nm激光器以大于48.6°的入射角入射到样品台；所述638nm激光器与532nm激光器关于光轴对称。

进一步：所述光束处理单元由放大倍率为20倍、数值孔径NA为0.75的物镜组成。