[发明专利]一种激光共聚焦-双光子-上转换多模态荧光成像系统及其应用

权利要求书

1.一种多模态光学成像系统，其特征在于：它主要包括控制单元、照明单元(30)、研究级显微镜系统、工作站、荧光成像单位、EOM晶体(35)、EOM转换器(34)、EOM控制器(36)、声光调制器、双光子激光器、(31)、双光子激光器用过滤及干燥空气循环系统(37)、双光子激光器冷水机(38)；所述照明单元(30)包括双光子激光器(31)、波长980nm红外半导体激光器(32)、普通荧光激光器(33)和显微镜荧光灯箱(39)；所述扫描头包括合束分束二色镜单元(50)、反式二色镜(短通)(55)和荧光成像单元(60)；合束分束二色镜单元(50)包括与所述双光子激光器的光路连接的第一二色镜(51)、与所述980nm红外半导体激光的光路连接的第二二色镜(52)、与所述普通激光的光路连接的第三二色镜(53)及第四二色镜(54)；所述研究级显微镜系统主要包括物镜(41)、载物台(42)、三维纳米位移台(43)；所述控制单元一(20)与所述双光子激光器(光参量震荡器)(21)、980nm红外半导体激光器(32)、普通激光器(33)、反式二色镜(短通)(55)、光电倍增管(64)及三维纳米位移台(43)电性连接，所述控制单元用于控制所述双光子激光器、980nm红外半导体激光器、普通激光、反式二色镜(短通)的开启和关闭及控制所述三维纳米位移台沿X Y Z方向的移动；所述控制单元控制开启双光子激光器，所述双光子激光出射的光束通过所述EOM晶体(35)，由所述EOM转换器(34)及所述EOM控制器调节双光子偏振方向和功率，并依次经第一二色镜(51)、第二二色镜(52)、第三二色镜(53)及第四二色镜(54)透射后进入所述物镜(41)，并在所述物镜焦平面处激发样本中的荧光物质产生荧光，所述荧光经所述物镜(41)收集后被所述第四二色镜(54)反射后进入所述带通滤波片(61)，所述带通滤波片对所述荧光中可能透射的激光进行过滤，并过滤掉其他杂散光，同时透射荧光，透射出的荧光经所述成像透镜(62)后聚焦在所述针孔处(63)，针孔调节到最大，透过所述针孔的荧光经所述光电倍增管收集(64)，所述光电倍增管将光信号转变为电信号，所述电信号被所述控制单元一(20)采集，所述控制单元一(20)根据所述三维纳米位移台(43)的位置坐标和所述电信号实现双光子荧光成像；所述控制单元数显电源，控制开启所述980nm红外半导体激光器和所述反式二色镜(短通)，所述980nm红外半导体激光器(32)出射的光束依次经第二二色镜(52)、第三二色镜(53)和第四二色镜(54)透射后进入所述物镜(41)，并在所述物镜焦平面处激发样本中的荧光物质产生荧光，所述荧光经所述物镜(41)收集后被第四二色镜(54)反射后通过所述反式二色镜(短通)(55)，以过滤掉980nm激发光，同时透射荧光，透射出的荧光经所述成像透镜后聚焦在所述针孔(63)处，针孔调节到最大，透过所述针孔的荧光经所述光电倍增管(64)收集，所述光电倍增管将光信号转变为电信号，所述电信号被所述控制单元一(20)采集，所述控制单元一(20)根据所述三维纳米位移台(43)的位置坐标和所述电信号实现上转换荧光成像；所述控制单元一(20)控制开启普通激光(33)，所述普通激光出射的光束依次经第三二色镜(53)、第四二色镜(54)透射后进入所述物镜(41)，并在所述物镜焦平面处激发样本中的荧光物质产生荧光，所述荧光经所述物镜(41)收集后被所述第四二色镜(54)反射后进入所述带通滤波片(61)，所述带通滤波片对所述荧光中可能透射的激光进行过滤，并过滤掉其他杂散光，同时透射荧光，透射出的荧光经所述成像透镜后聚焦在所述针孔处(63)，透过所述针孔的荧光经所述光电倍增管(64)收集，所述光电倍增管将光信号转变为电信号，所述电信号被所述控制单元一(20)采集，所述控制单元根据所述三维纳米位移台的位置坐标和所述电信号实现普通荧光共聚焦成像。

2.根据权利要求1所述的多模态光学成像系统，其特征是：所述的普通荧光激光器包括：紫外、可见波长激光或白激光器。

3.根据权利要求1所述的多模态光学成像系统，其特征是：所述的荧光成像单位包括带通滤波片、成像透镜、针孔和光电倍增管。