[发明专利]荧光检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及光谱技术应用和生物医学工程技术领域，尤其是涉及一种用于小动物活体荧光检测的荧光检测仪。

背景技术

随着生物荧光成像技术的发展，越来越多的荧光检测仪器被用于食品安全、工业检测、药物研发和疾病诊断等领域。由于受到荧光穿透深度的限制，目前的荧光检测仪器大多是对被检样品表面成像。例如在荧光检测中广泛应用的共聚焦显微镜，可以对被检样品进行高分辨率的三维层切成像，同时结合光谱成像可以进行样品成分分析，但其检测深度一般不超过200微米。

为了解决更深组织活体荧光的检测问题，美国Bio-Rad公司于1997年推出了双光子扫描显微镜。双光子显微镜使用近红外光激发荧光团，一个荧光分子一次吸收两个近红外光光子，自发跃迁后辐射出频率略小于两倍入射光频率的荧光光子，由于近红外光在活体组织中具有更高的穿透深度和更低的散射，使得双光子显微镜可在更深的组织内成像。据最新报道，海外著名的显微镜技术和研究期刊《Microscopy and ananlysis》刊登了使用奥林巴斯FV1000-MPE多光子显微镜拍摄的小鼠脑片三维图像样品，成像深度达到4mm。目前，双光子、多光子显微镜预示着深度组织活体荧光检测领域的发展方向，但是，这些检测系统中超快脉冲近红外连续激光器成本昂贵的问题，极大地限制了其应用范围；并且，由于荧光光子依然处于可见光范围，限制了检测深度，因此仍难以满足活体荧光检测的需要。

发明内容

本发明的目的是：提出一种新型的荧光检测仪，其采用近红外连续激光激发，近红外二区荧光检测，可以实现厘米级的荧光成像和光谱分析，便于应用于小动物的活体荧光检测。

本发明的技术方案是：一种荧光检测仪，其包括：

激光合束模块，其包括分别出射第一路近红外激光和第二路近红外激光的第一近红外连续激光器和第二近红外连续激光器、分别对所述第一路近红外激光和所述第二路近红外激光进行准直的第一激光准直器和第二激光准直器、对所述第一路近红外激光进行反射的反射镜及对所述第一路近红外激光与/或所述第二路近红外激光进行合束的合束镜；

共焦扫描模块，其包括第一二色镜、第二二色镜、第三二色镜、第一滤光片、第二滤光片、第三滤光片、扫描振镜、扫描透镜、针孔透镜及针孔，所述第一二色镜、所述第二二色镜及所述第三二色镜与所述第一滤光片、所述第二滤光片及所述第三滤光片一一对应；

光谱成像模块，其包括分光棱镜、聚焦镜、第一狭缝、第二狭缝、第三狭缝、第一光电倍增管、第二光电倍增管及第三光电倍增管；

荧光显微镜，其包括全反射棱镜、筒镜、显微物镜、纳米位移台和用于放置样品且设置于所述纳米位移台的样品台；

用于对所述第一近红外连续激光器、所述第二近红外连续激光器、所述扫描振镜、所述第一光电倍增管、所述第二光电倍增管、所述第三光电倍增管和所述纳米位移台进行控制以及对图像进行显示的控制显示模块；及

用于将经过所述针孔的荧光汇聚准直至所述分光棱镜的准直透镜，其设置于所述针孔和所述分光棱镜之间；

所述第一二色镜、所述第二二色镜及所述第三二色镜与所述第一滤光片、所述第二滤光片及所述第三滤光片根据所述第一近红外连续激光器和所述第二近红外连续激光器的开启，由所述控制显示模块控制切换至三个不同的工作状态；

第一种工作状态时，所述第一二色镜和所述第一滤光片处于所述第一路近红外激光的光路中，所述第一路近红外激光通过所述第一激光准直镜准直为平行光束后，经所述反射镜和所述合束镜后入射到所述第一二色镜，被所述第一二色镜反射到所述扫描振镜形成扫描光束，经过所述扫描透镜、所述全反射棱镜、所述筒镜和所述显微物镜后聚焦到样品上一点；样品激发出的荧光经过相同光路返回至所述第一二色镜，由所述第一二色镜透射后经所述第一滤光片滤除反射杂光后，经过所述针孔透镜聚焦到所述针孔；经过所述准直透镜后汇聚准直至所述分光棱镜，经所述分光棱镜光谱分光后，经所述聚焦镜聚焦并射向所述第一狭缝；需要检测的波段范围内的荧光被所述第一狭缝透射后进入所述第一光电倍增管，其他波段的荧光被反射到所述第二光电倍增管与/或所述第三光电倍增管；射向所述第二狭缝的荧光中，需要检测的波段范围内的荧光被透射后进入到所述第二光电倍增管；射向所述第三狭缝的荧光中，需要检测的波段范围内的荧光被透射后进入到所述第三光电倍增管；所述第一光电倍增管、所述第二光电倍增管和所述第三光电倍增管将接收到的荧光信号转换为电信号并进行放大，经过积分放大电路后进行采集；