一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，包含：能在同一時(shí)刻觀察多種熒光染料的M個(gè)N通道濾鏡組合（N≥2，M≥1）；N通道馬賽克濾光片與光電轉(zhuǎn)換單元緊密結(jié)合的多光譜熒光收集單元。本實(shí)用新型可以在同一時(shí)刻實(shí)時(shí)觀察樣品的多色熒光，實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)觀察。
【專利說明】一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，特別涉及到一種熒光顯微成像裝置中能夠?qū)Χ喾N熒光染料實(shí)時(shí)多色成像的數(shù)字熒光成像顯微系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在生物熒光觀察系統(tǒng)或成像系統(tǒng)，一般需要對(duì)某種目標(biāo)物質(zhì)的一個(gè)或幾個(gè)特征波段進(jìn)行成像。在現(xiàn)代分子生物實(shí)驗(yàn)中，為了對(duì)感興趣的目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比度高、特異性高、或者說靈敏度高的觀察，常常使用具有特異標(biāo)定性能的熒光標(biāo)志物，該熒光標(biāo)定物與感興趣的目標(biāo)物質(zhì)的結(jié)合，使得結(jié)合產(chǎn)物在一定頻率的激發(fā)光照射下產(chǎn)生特定的波長(zhǎng)一般長(zhǎng)于激光光波長(zhǎng)的突光。
[0003]普通熒光顯微鏡在采集多色熒光圖像時(shí)，多選用不同波長(zhǎng)的濾光鏡組分別觀察、采集不同熒光素標(biāo)記的熒光圖像，再將這些圖像融合在一起，利用不同熒光通道的參照物來判斷相互的位置關(guān)系。該方法缺點(diǎn)是第一需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)輸出，不適于觀察活細(xì)胞動(dòng)態(tài)過程；第二對(duì)濾鏡轉(zhuǎn)盤及濾鏡組加工精度要求較高，否則不同熒光通道的圖像彼此存在空間錯(cuò)位，難以融合?，F(xiàn)有的多通道數(shù)字熒光顯微鏡在觀察免疫熒光多重染色標(biāo)本時(shí)，需要通過自身強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)圖像處理功能將同一熒光通道不同聚焦層面的圖像進(jìn)行疊加來增加圖像的信息含量，并將不同熒光通道已經(jīng)完成不同焦面疊加的圖像進(jìn)行多通道融合，因此使用起來比較繁瑣耗時(shí)，一般有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員在捕捉優(yōu)美報(bào)告用圖片時(shí)候也需要半個(gè)小時(shí)左右時(shí)間的繁瑣手工調(diào)整才能夠獲得一份診斷報(bào)告用圖片。復(fù)雜的操作與昂貴的費(fèi)用限制了多通道熒光顯微成像系統(tǒng)在分子生物學(xué)的應(yīng)用，尤其是在需要觀察多種熒光探針染色標(biāo)本中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本
【發(fā)明內(nèi)容】
為一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，包含:能在同一時(shí)刻觀察多種熒光染料的M個(gè)N通道濾鏡組合(NS 2，MS I );N通道馬賽克濾光片與光電轉(zhuǎn)換單元緊密結(jié)合的多光譜熒光收集單元。
[0005]其中，M個(gè)N通道濾鏡組合由N通道激發(fā)濾光片、N通道二向色鏡、N通道阻擋濾光片緊密構(gòu)成立方盒；或由激發(fā)濾光片輪、N通道二向色鏡、阻擋濾光片輪分立構(gòu)成。
[0006]其中，N通道激發(fā)/阻擋濾光片是能同時(shí)通過需要的波長(zhǎng)數(shù)的多道窄帶濾光片，通過的波長(zhǎng)數(shù)為N，即在任意一點(diǎn)上都包含需要的全部波長(zhǎng)。
[0007]其中，N通道二向色鏡能夠?qū)π枰牟ㄩL(zhǎng)進(jìn)行選擇，即能夠同時(shí)反射N個(gè)激發(fā)光頻譜帶，而允許N個(gè)發(fā)射頻譜帶通過。
[0008]其中，N通道馬賽克濾光片包含多個(gè)濾光微元，每個(gè)微元包含N個(gè)緊密排列的通道，每個(gè)通道只允許一種特征波長(zhǎng)的光信號(hào)通過。
[0009]其中，N通道馬賽克濾光片緊貼在光電轉(zhuǎn)換單元的表面，或者采用微加工制作方式將N通道馬賽克濾光片直接制作在光電轉(zhuǎn)換單元的表面，所述N通道馬賽克濾光片按“像素對(duì)像素”對(duì)準(zhǔn)的粘貼在或制作在光電轉(zhuǎn)換單元表面。
[0010]這種高度集成的多光譜熒光收集單元能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種不同熒光影像的收集，真正做到在同一時(shí)刻實(shí)時(shí)觀察樣品的多色熒光，還可以將傳統(tǒng)廉價(jià)單通道熒光顯微成像系統(tǒng)通過更換多通道濾光立方盒和攝像頭，就能代替昂貴的多通道熒光顯微成像系統(tǒng)，使當(dāng)下比較流行的多色熒光原位雜交(FISH)的費(fèi)用大大降低。帶有多光譜熒光收集單元的多通道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)一次性曝光采集樣品就能夠同時(shí)獲得多個(gè)不同(窄帶)光譜圖像，所獲得的圖像能夠?qū)崟r(shí)分解為幾幅窄帶且對(duì)應(yīng)于代表被檢測(cè)熒光素的特征波長(zhǎng)的圖像。不僅簡(jiǎn)化了操作過程，而且提升了多色熒光采集效率，為用戶節(jié)約了時(shí)間。工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用戶不需要再用肉眼對(duì)樣品進(jìn)行來回觀察。該系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)軟件配套使用，可以自動(dòng)生成報(bào)告，幾分鐘就可以獲得結(jié)果，使用更為方便，更容易被廣大用戶接受。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖2為N通道激發(fā)濾光片(N≥2)示意圖。
具體實(shí)施方案
[0013]請(qǐng)一并參閱圖1，如圖所示，高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)包含N通道馬賽克濾光片與光電轉(zhuǎn)換單元緊密結(jié)合的多光譜熒光收集單元4、M個(gè)N通道的濾鏡立方盒I(M≥1，N≥2)。其中，N通道激發(fā)濾光片11、N通道阻擋濾光片12與N通道二向色鏡13形成小立方盒1，N通 道馬賽克濾光片與光電轉(zhuǎn)換單元緊密結(jié)合形成多光譜熒光收集單元
4。N通道激發(fā)濾光片11、N通道阻擋濾光片12和N通道馬賽克濾光片41都是高度集成的，通過的波長(zhǎng)數(shù)為N。不同在于N通道激發(fā)濾光片11、N通道阻擋濾光片12空間分布是均勻的，即在任意一點(diǎn)上都包含需要的全部窄帶波長(zhǎng)。而N通道馬賽克濾光片41通過的波長(zhǎng)數(shù)為N，包含多個(gè)濾光微元，每個(gè)微元包含N個(gè)緊密排列的通道，即一個(gè)通道只允許一種特征波長(zhǎng)的光信號(hào)通過。光源經(jīng)N通道窄帶激發(fā)濾光片11后只通過樣品需要的激發(fā)波長(zhǎng)(λ 1、λ 2、λ 3…….入1!)，激發(fā)光(入1、λ 2、λ 3…….λ η)經(jīng)N通道二向色鏡13反射后照射樣品2。樣品2經(jīng)過激發(fā)光照射后，發(fā)射出不同波長(zhǎng)的熒光(λ I,、λ2,、λ3,…….λη)，樣品2發(fā)射的熒光直接透過N通道二向色鏡13，同時(shí)N通道阻擋濾光片12對(duì)來自標(biāo)本的光(包括自發(fā)熒光、激發(fā)光以及背景光)做初步過濾，經(jīng)過光學(xué)聚焦系統(tǒng)3聚焦后，再經(jīng)N通道馬賽克濾光41除噪，經(jīng)過處理后的信噪比較高的熒光進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換單元42，最后由圖像處理系統(tǒng)對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理。
[0014]請(qǐng)一并參閱圖2，如圖所示，全波長(zhǎng)的白光λ經(jīng)過N通道激發(fā)濾光片后同時(shí)生成幾個(gè)需要的波長(zhǎng)入1、λ 2、λ 3.......λ η)。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，其特征在于包含:能在同一時(shí)刻觀察多種熒光染料的M個(gè)N通道濾鏡組合(N ^ 2,M ^ I );N通道馬賽克濾光片與光電轉(zhuǎn)換單元緊密結(jié)合的多光譜熒光收集單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，其特征在于所述的M個(gè)N通道濾鏡組合由N通道激發(fā)濾光片、N通道二向色鏡、N通道阻擋濾光片緊密或分立構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，其特征在于所述的N通道激發(fā)/阻擋濾光片是能同時(shí)通過需要的波長(zhǎng)數(shù)的多道窄帶濾光片，通過的波長(zhǎng)數(shù)為N ;所述的N通道二向色鏡能夠同時(shí)反射N個(gè)激發(fā)光頻譜帶，而允許N個(gè)發(fā)射頻譜帶通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，其特征在于所述的多光譜熒光收集單元由N通道馬賽克濾光片緊貼在光電轉(zhuǎn)換單元表面；或者多通道馬賽克濾光片直接鍍膜制作在光電轉(zhuǎn)換單元的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，其特征在于所述的N通道馬賽克濾光片包含多個(gè)濾光微元，每個(gè)微元包含N個(gè)緊密排列的通道，每個(gè)通道只允許一種特征波長(zhǎng)的光信號(hào)通過。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高度集成的多道數(shù)字熒光成像系統(tǒng)，其特征在于所述的光電轉(zhuǎn)換單元是具有弱光成像能力的圖像傳感(CCD/CMOS)光電轉(zhuǎn)換單元或者是集成的帶有空間分辨率的PMT 的光電轉(zhuǎn)換單元。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK203811540SQ201320651700
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】易定容, 孔令華 申請(qǐng)人:閩浪儀器科技（廈門）有限公司