[发明专利]一种寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统及方法

说明书

本发明提供了一种寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统及方法，所述系统包括：照明光源、激光器、图像生成单元、数据采集卡、荧光信号产生单元、荧光寿命采集单元以及控制终端。本申请通过目标区域的像素坐标输出数字信号和三路同步信号，通过对声光偏转器加载数字信号对应的声波频率，可以使声光偏转器将光束快速偏转到样品指定位置，实现快速灵活的寻址扫描成像；通过三路同步信号控制时间相关单光子计数采集卡同步对荧光寿命数据进行保存，并利用目标区域及其外接矩形的像素坐标对荧光寿命图像进行校正，从而实现任意形状目标区域的寻址扫描快速荧光寿命成像。

技术领域

本发明属于光学显微技术领域，尤其涉及一种寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统及方法。

背景技术

自显微镜发明以来，光学显微成像技术在生物医学研究领域的应用日益广泛。在诸多光学显微成像技术中，荧光寿命显微成像(FLIM)技术近年来备受科研人员青睐。这种技术通常采用外源性荧光探针特异性标记样品，通过探测探针分子的荧光寿命来获取样品的结构与功能信息。由于荧光寿命在测量时不受探针浓度、激发光强度以及光漂白等因素的影响，且能非常灵敏反映探针所处微环境的变化，因而常用于定量测量样品微环境中的许多物理、生化参量，例如黏度、温度、离子浓度、pH值等。

目前用于对荧光寿命进行监测的荧光显微成像系统采用振镜扫描技术，其控制方式简单，通常为栅扫描(顺序扫描)方式，但在扫描时存在机械惯性，不能从样品上一点迅速移动到另一点，因而限制了荧光寿命的成像速度。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统及方法，克服现有技术荧光显微成像系统采用振镜扫描技术，在扫描时存在机械惯性，不能从样品上一点迅速移动到另一点，存在荧光寿命成像慢的缺陷。

本发明所公开的第一实施例为一种寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统，其中，所述系统包括：

照明光源和激光器；

用于将所述照明光源产生的照明光束照射到样品面上生成样品明场图或荧光图的图像生成单元；

用于根据所述样品明场图或荧光图上所选目标区域的像素坐标输出数字信号和三路同步信号的数据采集卡；

用于根据所述数字信号将所述激光器产生的激光光束投射到样品面上，激发所述目标区域产生荧光信号的荧光信号产生单元；

用于采集并处理所述荧光信号得到所述目标区域的荧光寿命数据，并根据所述三路同步信号将所述荧光寿命数据存储到预先设置的寿命图像文件中的荧光寿命采集单元；

用于根据所述荧光寿命数据生成所述目标区域的畸变荧光寿命图像，并根据所述目标区域及其外接矩形像素坐标对所述畸变荧光寿命图像进行校正，得到所述目标区域的荧光寿命图像的控制终端。

所述的寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统，其中，所述荧光信号产生单元包括：

用于接收所述激光器产生的激光光束，并对所述激光光束的空间色散和时间色散进行预校正的色散补偿棱镜；

用于接收预校正后的所述激光光束，并根据所述数字信号将预校正后的所述激光光束投射到样品面上，激发所述目标区域产生荧光信号的声光偏转器。

所述的寻址扫描快速荧光寿命显微成像系统，其中，所述荧光寿命采集单元包括：

用于采集所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为相应的电信号的光电倍增管；

用于对所述光电倍增管转换的电信号进行处理得到荧光寿命数据，并根据所述三路同步信号将所述荧光寿命数据存储到预先设置的寿命图像文件中的时间相关单光子计数采集卡。