[发明专利]基于单光子雪崩二极管探测器的快速荧光寿命成像方法

摘要

本发明公开了基于单光子雪崩二极管探测器的快速荧光寿命成像方法，该方法利用单光子雪崩二极管作为探测器件，通过离散与混叠复用的探测窗口进行光子采样。通过蒙特卡罗仿真的原理，拟合出荧光衰减曲线，计算出荧光寿命。整个电路工作分为探测的准备阶段、探测阶段和读出阶段。在探测阶段，激光使待测样品荧光激发，利用控制SPAD的工作状态以及门控选通信号控制光子引起的雪崩脉冲的选通来实现离散与混叠混用的窗口探测，并将探测的数据记录下来。本发明利用离散与混叠复用的探测方法能够扩大时间探测窗口法的最佳探测范围，减少了探测误差。在每个像素单元集成了两个计数模块，使其在单次荧光激发后能够采样两组数据，能够有效的提高成像速度。

主权项

1.基于单光子雪崩二极管探测器的快速荧光寿命成像方法，其特征在于包含以下步骤：(1)探测准备阶段：在激光激发荧光物质发射激光前，首先将计数单元里面的数据清零，关断计数电路的清零信号，使计数电路处于待计数状态；(2)探测阶段：经过一定时间延时后，开启荧光寿命成像芯片的探测窗口进行测量，通过三个特定时间的探测窗口对荧光衰减光强进行探测，其中前两个探测窗口位于衰减前期，且相互交叠50％，第三个时间窗口位于荧光衰减的末期，与前两个窗口呈离散分布；(3)数据读出阶段：将上述测量数据读出利用Newton‑Rhapson公式，计算出最终的荧光寿命。