[发明专利]一种超分辨荧光高光谱显微成像系统

说明书

本发明适用于显微成像技术领域，提供了一种超分辨荧光高光谱显微成像系统，包括：样本显微组件，包括样品台以及物镜组；激发光源；结构光调制模组，对激发光进行调制，形成不同相位平移的明暗相间的结构线；结构线扫描模组，对结构线进行调制，形成用于对待测样本进行扫描的扫描结构线，扫描结构线经物镜组聚焦于待测样本上；图像探测模组，接收待测样本被扫描结构线扫描激发后发射的荧光信号，并对荧光信号进行高光谱显微成像。本发明通过形成不同相位平移的明暗相间的结构线来对样本进行扫描，并使样本发生不同方向的旋转，利用样本结构与结构线不同相位结构发生多方向的多次叠加实现样本平面各向同性的频域扩展和分辨率提高。

技术领域

本发明属于显微成像技术领域，尤其涉及一种超分辨荧光高光谱显微成像系统。

背景技术

高光谱成像作为光谱成像技术的分支，自20世纪80年代诞生以来，广泛应用于农业学、矿物学、大气学以及生命科学等领域新兴技术。它与传统的成像技术相比，在获得目标图像信息的同时，又可以获得特定波段的光谱信息，且高光谱成像的光谱分辨率能够达到10nm以下，它能够瞬时记录视场角内每个像素几十个甚至数百个连续窄波段的光谱信息。近年来，随着显微技术渗透到生物医学检测各方面，出现了许多高光谱技术与显微成像结合的报导，如：染色体识别、癌症诊断、皮肤病检查、食品、农产品等无损检测、细胞功能研究等。

现有的细胞检测技术难以同时获得样本的空间信息和组成成分信息，而显微高光谱技术能够很好地呈现细胞的外观信息和内部的化学成分信息，因而研究显微高光谱成像系统对于细胞乃至于整个生命科学领域来说都有重大的意义。在生物医学研究领域，生物组织的自体荧光检测已经被广泛地应用于疑难病症的预防和诊断研究，而高光谱显微成像技术结合显微镜技术和光谱成像技术，能够被用来进行病理学的定量分析，相对于传统的医学成像方法，它能提供更丰富的光谱成分信息和客观的诊断标准，在生物医学领域有着广阔的应用前景。

目前现有能突破光学衍射极限实现超分辨的高光谱显微成像系统采用结构线照明的拉曼显微成像技术：即在扫描拉曼显微镜中使用结构线照明，以一条精细的线形焦点照明样品，沿着平行于线的方向应用结构光图案，提高了该方向的空间分辨率；

但是，由于拉曼显微成像的固有特征，只能对自发荧光进行观察，对样本和相机的要求较高；并且结构线只有平移调制，无法实现样本平面各向同性的空间分辨率提高，只能提高某一方向的分辨率，对样本观察不利。

发明内容

本发明实施例提供一种超分辨荧光高光谱显微成像系统，旨在解决现有高光谱显微成像无法实现样本平面各向同性的空间分辨率提高的技术问题。

本发明实施例是这样实现的一种超分辨荧光高光谱显微成像系统，所述系统包括：

样本显微组件，包括放置待测样本的样品台以及对所述待测样本进行显微的物镜组；

激发光源，用于提供照射待测样本的激发光；

结构光调制模组，接收所述激发光并对所述激发光进行调制，形成不同相位平移的明暗相间的结构线；

结构线扫描模组，接收所述结构线并对所述结构线进行调制，形成用于对所述待测样本进行扫描的扫描结构线，所述扫描结构线经所述物镜组聚焦于所述待测样本上；以及

图像探测模组，接收所述待测样本被所述扫描结构线扫描激发后发射的荧光信号，并对所述荧光信号进行高光谱显微成像；

其中，所述系统还包括：

第二二向色镜，设置于所述结构线扫描模组和所述结构光调制模组之间，所述结构线透过所述第二二向色镜射入所述结构线扫描模组；

所述荧光信号经所述第二二向色镜反射后射入所述图像探测模组。

优选地，所述结构线扫描模组包括：