[发明专利]生物荧光显微检测仪器

说明书

技术领域

本发明涉及显微检测仪器设计及制造领域，尤其是涉及一种生物荧光显微检测仪器。

背景技术

全内反射显微成像技术和共聚焦显微成像技术各有优缺点：全内反射显微成像具有很高的轴向分辨率，但其横向分辨率较低；共聚焦显微成像具有很高的横向分辨率，但其轴向分辨率较差。如何在一台显微镜中同时利用全内反射显微成像高的轴向分辨率和共聚焦显微成像高的横向分辨率尤为重要。

发明专利申请CN201080024155.9中提出了将全内反射荧光图像和共焦图像简单且正确地重合的图像处理装置、程序和显微镜，该发明中包含了两套显微镜，一套是全内反射显微镜，另一套是共聚焦显微镜，但两套显微镜是分开工作的，通过光路切换的方法先获得一套显微镜的图像，再获得另一套显微镜的图像，最后计算机再利用两套图像中的基准点将两套图像进行了重合。该方法虽然生成了全内反射荧光图像和共焦图像的重合图像，由于两种显微镜是先后工作的，在物理上并不能同时得到三维高分辨率图像；另外该发明要先后操作两个显微镜拍摄图像，并要对图像进行重合，显微镜结构比较复杂，控制系统的构成也比较复杂。

发明内容

本发明的目的是：提供一种集成全内反射显微成像技术和共聚焦显微成像技术的生物荧光显微检测仪器，该生物荧光显微检测仪器在横向及轴向上具有很高的分辨率。

本发明的技术方案是：生物荧光显微检测仪器包括激发光照明单元、激发光和荧光隔离单元、反射单元、显微成像单元、荧光探测单元、精密位移台及控制单元；

所述激发光照明单元包括激光光源、第一扩束镜、第二扩束镜；所述第一扩束镜及第二扩束镜之间设有照明针孔，且所述照明针孔位于所述第一扩束镜的焦点处；所述激发光和荧光隔离单元包括激发光滤色片、二色镜、荧光滤色片；所述反射单元为平面反射镜；所述显微成像单元包括中继透镜、筒镜、环形光束整形组件、显微物镜，所述环形光束整形组件包括设于所述筒镜及显微物镜之间的环形滤光片，所述环形滤光片具有将激光截止的内环区域和透射激光的环带区域，且所述内环区域和环带区域均可透射荧光；所述内环区域的半径不小于刚好能发生全内反射时所述显微物镜入瞳位置的临界半径；所述荧光探测单元包括成像镜头、光电倍增管，该成像镜头与所述光电倍增管之间设有成像探测针孔，所述成像探测针孔位于所述成像镜头的焦点处；待观察对象与所述照明针孔和成像探测针孔处于共轭位置上；所述光电倍增管可探测荧光，并将所述荧光转换成电信号；所述精密位移台为压电陶瓷移动台，用于承载待观察对象，且在X、Y方向可精密移动；

所述第一扩束镜、照明针孔、第二扩束镜、激发光滤色片、二色镜、反射单元、中继透镜、筒镜、环形滤光片及显微物镜依次沿始于所述激光光源的光轴线设置，且所述显微物镜、环形滤光片、筒镜、中继透镜、反射单元、二色镜、荧光滤色片、成像镜头、成像探测针孔及光电倍增管依次沿始于由待观察对象激发的荧光光轴线设置；

所述控制单元与所述光电倍增管和精密位移台均电性连接，用于同步采集所述电信号与精密位移台X、Y方向的位置坐标并进行关联生成待观察物质区域图像。

下面对上述技术方案进一步解释：

所述环带区域的宽度可调节。

所述显微物镜为无穷远消像差型大数值孔径的浸油物镜。

所述控制单元还与所述激光光源电性连接，用于控制激光的波长和功率。

本发明的优点是：

1.本发明提供的生物荧光显微检测仪器在第一扩束镜及第二扩束镜之间且位于第一扩束镜的焦点处设有照明针孔，在成像镜头和光电倍增管之间且位于成像镜头的焦点处设有成像探测针孔，有效提高了该仪器的横向分辨率；同时，在筒镜和显微物镜之间设置环形光束整形组件，提高了该生物荧光显微检测仪器在轴向的分辨率。

2.本发明提供的生物荧光显微检测仪器由于入射激光光束经显微成像单元聚焦在区域面积约为艾利斑大小的点状区域内，即只有一个面积很小厚度很薄区域内的荧光物质能够被激发，而其它区域内的荧光物质不会被激发，即从源头上消除了杂散光的来源，因而具有很高的成像信噪比。

附图说明

图1为本发明实施例提供的生物荧光显微检测仪器结构示意图。

图2为本发明实施例提供的环形滤光片的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的环形光束通过显微物镜的光路传播示意图。