[实用新型]一种多照明模式的荧光信号测量装置

说明书

本实用新型属于荧光信号测量技术领域，涉及一种多照明模式的荧光信号测量装置，在照明激发光路中对激发光进行调制，通过物镜之后在样品处生成不同相位的激发照明图案，在荧光收集光路中设置高速切换装置，切换样品的荧光图像在光电传感器靶面上的位置，通过多照明激发光路与荧光成像光路的同步运行，在一次曝光后能够同时得到多个子图像，即对应多种照明模式下的荧光信号。本实用新型能够实现在多种照明模式下对单分子进行荧光信号测量，并能够提高对单分子的定位精度，可以在同等光子数条件下实现更高的分辨能力。

技术领域

本实用新型属于荧光信号测量技术领域，涉及一种多照明模式的荧光信号测量装置。

技术背景

传统的光学显微镜由于光的衍射现象导致了分辨率极限的存在，一般为侧向200nm左右，轴向500nm左右。而近年来基于单分子定位的超分辨显微成像技术能够突破这种分辨率限制。这种成像技术依赖于对单个分子的荧光信号的精确定位，因此对单分子定位的精度直接影响到分辨能力。通常的定位方式是对荧光图像中的单分子图像进行图像拟合，并对图像的中心进行估计，进而得到单分子的位置。这种方式无法充分利用物镜的数值孔径，从而限制了定位精度的提高。同时，基于图像拟合的定位方式也会受到单分子图像形状的影响，进一步导致定位精度的下降，除此以外单分子在发光时是不连续的，存在闪烁以及漂白的现象，导致定位精度差、成像时间长。因此，解决上述问题对单分子图像具有重要的意义和应用价值。

实用新型内容

为了减少现有多照明模式荧光测量受到样品变化的影响，本实用新型提出了一种多照明模式的荧光信号测量装置，通过将激发光的调制、光源的闭合、不同相位荧光信号在光电传感器靶面的成像进行同步，实现了多种照明模式下对快速变化荧光信号的测量。通过使用不同相位及方向的激发照明图案，实现了对单分子荧光信号测量，并提高了单分子的定位精度。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

首先，一种多照明模式的荧光信号测量装置，包括多照明激发系统、荧光成像系统和信号控制处理系统；其中多照明激发系统用于生成X和Y方向不同相位的多照明激发图案，对样品进行激发；荧光成像系统用于收集和扫描不同相位激发照明图案激发产生的荧光子图像，使得在一幅荧光图像中包含N幅荧光子图像；信号控制处理系统用于控制多照明激发系统的激发光闭合、调制器件的相位变换和共振扫描振镜的扫描以及各部分顺序、快速的切换；还包括荧光图像的处理。

进一步的，所述的多照明激发系统包括激光器，激光器的光路上依次设有声光调制器、第一1/2波片、检偏器、第一电光调制器、第一偏振分光棱镜；

光束经过第一偏振分光棱镜分成两个光路即光路A和光路B，

光路A依次设有第二1/2波片、第二电光调制器、第一扩束镜、第二偏振分光棱镜；第二偏振分光棱镜分有两个光路：第一光路上依次设有第一反射镜、第三1/2波片、第三反射镜；第二个光路上依次设有第四1/2波片、第二反射镜；两个光路然后均依次通过第四反射镜、第五反射镜；

光路B依次设有第五1/2波片、第三电光调制器、第二扩束镜、第三偏振分光棱镜；第三偏振分光棱镜分有两个管理，第一光路上依次设有第六反射镜、第六1/2波片、第七反射镜；第二个光路上依次设有第七1/2波片、第九反射镜；两个光路然后均依次通过第八反射镜；

第五反射镜和第八反射镜的反射光路分别进入第四偏振分光棱镜；第四偏振分光棱镜的出光路上设有第一透镜；第一透镜的光路进入荧光成像系统的二向色分光镜。

进一步的，所述的荧光成像系统由物镜、二向色分光镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、共振扫描振镜、第五透镜组、第六透镜组和光电传感器组成；二向色分光镜、物镜、样品在同一光路上；二向色分光镜的分光路上依次设有第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、共振扫描振镜；共振扫描振镜的另外一光路上依次设有第五透镜组、第六透镜组和光电传感器；其中第五透镜组和第六透镜组各包含六个分透镜，六个分透镜用于不同相位下的荧光信号收集。