[发明专利]基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置及方法，其中装置包括：环形LED阵列、圆锥透镜、物镜、管镜和图像采集模块；圆锥透镜上放置有样品；环形LED阵列包括M个半径不同的单层环形LED阵列；圆锥透镜的侧表面由M个倾斜角度不同的圆台侧表面组成；每层环形LED阵列中的单个LED灯依次发出照明光束，并进入圆锥透镜，在圆锥透镜与样品交界面产生倏逝场；样品经过倏逝场照明后所产生的散射光依次通过物镜和管镜后被图像采集模块接收。本发明提供的基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置及方法，不需要荧光标记即可实现超分辨成像。

技术领域

本发明涉及显微成像技术领域，更具体的说是涉及一种基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置及方法。

背景技术

在常规超分辨显微镜中，通常需要荧光标记，利用荧光的非线性效应达到超分辨的效果，而标记样本由于其光漂白特性无法长时间成像，并且由于荧光标记会影响生物特性运动影响理论研究，所以无标记超分辨成像对观测无干扰快速长时间生物运动更加理想，现在暂无有效无荧光标记的超分辨方法

因此，如何提供一种不需要荧光标记即可实现超分辨成像的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置及方法，不需要荧光标记即可实现超分辨成像。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置，包括：偏振照明模块和检偏探测模块；

所述偏振照明模块按照光线传播方向依次包括：环形LED阵列和圆锥透镜；其中，所述圆锥透镜上放置有样品；

所述环形LED阵列由M个半径不同的单层环形LED阵列组成；所述圆锥透镜的侧表面由M个倾斜角度不同的圆台侧表面组成；

所述检偏探测模块按照光线传播方向依次包括：物镜、管镜和图像采集模块；

每层环形LED阵列中的单个LED灯依次发出照明光束，并进入所述圆锥透镜，并在所述圆锥透镜与样品交界面产生倏逝场；所述样品经过倏逝场照明后所产生的散射光依次通过物镜和管镜后被图像采集模块接收。

优选的，每层环形LED阵列均由N个均匀排布的LED灯组成且相邻层的LED灯位置对应设置。

优选的，组成圆锥透镜的M个圆台侧表面倾斜角度不同，且圆锥透镜的第i个圆台侧表面倾斜角度与第i层环形LED阵列的照明倾角相一致，使得照明光束垂直入射所述圆锥透镜后与光学系统主光轴夹角不同，且大于全内反射临界角θ_c，其中，θ_c＝arcsin(n)，n为圆锥透镜折射率，i从1到M的整数。

优选的，所述图像采集模块包括：相机。

一种基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像方法，适用于上述的基于环形阵列光源照明的三维全内反射显微成像装置，包括如下步骤：