一种光片显微成像转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光片显微成像转换装置，包括：光片激光光源、样品夹持器、以及运动器；所述光片激光光源，产生光片激光，水平照射在被固定于样品夹持器样品上；所述运动器，与样品夹持器连接，用于带动样品夹持器在与竖直方向夹角小于15度方向上运动。本发明专利技术提供的光片显微成像转换装置，是一种小型化、低成本的转换装置，能通过加装在普通的倒置荧光显微镜上，使其具备光片显微成像的能力，通过少量改装实现三维成像上的质的突破，从而大幅降低生物样品三维成像的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于显微成像领域，更具体地，涉及一种光片显微成像转换装置。
技术介绍
光片显微成像系统(light sheet microscopy)是本世纪专利技术的一种新型的显微成像技术。与激光共聚焦扫描以及普通的宽场荧光显微镜相比它具有低光毒性，高轴向分辨率，大成像动态范围等多项优势，非常适用于从单细胞到多细胞结构或全胚胎的大范围三维观察。光片显微成像技术有别于传统的荧光显微技术，它使用了一个额外的照明光路产生超薄的激光光片照明样品，样品内只有被光片照明的极薄的平面会被激发产生荧光，然后通过在与光片照明光路正交的方向设置显微成像光路收集一系列轴向分辨率高的荧光图像。因此主流的光片显微成像系统，比如选择性平面照明显微成像系统(Selective Plane Illumination Microscopy,SPIM)，再如数字扫描式激光光片显微成像系统(Digital Scanning Laser Sheet Microscopy)均是包含有三个主要的部分,即：光片照明光路，样品固定及扫描装置，宽场显微成像光路。这三个部分通常由照明光路和成像光路组成L型的正交结构，样品固定及扫描装置处在L光路的拐角处。加强型的光片成像系统则为十字型结构，使用双侧照明，双侧采集的结构以应对厚样品的快速成像。目前几乎所有已知的光片显微成像系统均采用自主搭建的照明光路，机械扫描装置，以及成像光路。所不同的是有的系统是完全分立式的组装在一个光学平台上。有的则是在一台倒置荧光显微镜上进行光片成像系统的加装。无论采用上述的哪种方式，都没有去有效利用现 有的荧光显微镜资源，因此系统的搭建也就需要使用很多的光机组件和光学元件。先不论成本的高昂，这种搭建系统的组装和使用均需要有高度光学，机械经验的人参与，并无益于光片显微成像系统在它的主要受众：生物学实验室的普及。光片显微成像系统与普通宽场照明显微镜的主要区别是在于样品的照明方式上，因此理论上只需在一台倒置荧光显微镜上的水平方向加装一个照明光路即可实现光片成像。但主要的技术问题在于1.普通的倒置荧光显微镜采用将样品水平放置在载玻片或盖玻片上的方向进行成像，玻片的侧面薄且不平，使从水平的侧面加装光片照明光路几乎不可能。2.显微镜的物镜的工作距离通常很短，留给加装的空间极其有限，而通用的载物台上也很难固定光具3.一般的倒置荧光显微镜并无Z轴机械扫描部件，无法实现光片的Z轴扫描。因此欲在一个普通倒置宽场荧光显微镜上通过非常小规模的改进即实现光片成像有很大的技术难度，需要解决上述的样品放置棘手，加装空间有限，以及扫描难的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种光片显微成像转换装置，其目的在于通过微型化的激光光片发生装置与样品在竖直方向上发生相对运动，使得使用普通的倒置荧光显微镜就能采集到能堆积出立体图像的高分辨率轴向荧光图像，由此解决现有的倒置显微镜无法改装为光片成像系统的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种光片显微成像转换装置，包括：光片激光光源、样品夹持器、以及运动器；所述光片激光光源，产生光片激光，水平照射在被固定于样品夹持器样品上；所述运动器，与样品夹持器连接，用于带动样品夹持器(2)运动，所述运动其方向与竖直方向夹角小于15度。优选地，所述光片显微成像转换装置，其光片激光光源包括光源、光片生成部件；所述光源用于产生准直激光，所述光片生成部件用于将所述准直激光转化为激光光片。优选地，所述光片显微成像转换装置，其光源包括在激光方向上依次设有激光准直头以及可调光阑；所述光片生成部件，在激光方向上设有柱面镜，所述柱面镜包括旋转底座，用于调整柱面镜位置。优选地，所述光片显微成像转换装置，其样品夹持器包括可更换的夹持部件以及样品池；所述夹持部件用于连接样品池与运动器。优选地，所述光片显微成像转换装置，其样品池为比色槽，其底面和片光激光方向的侧面为光学平整面。优选地，所述光片显微成像转换装置，其运动器为电动促动器，运动精度为10微米以下，优选运动精度为1微米或以下，更优选运动精度为100纳米或以下。优选地，所述光片显微成像转换装置，其还包括水平位移平台，与运动器连接，用于提供水平面内二维移动。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术提供了一种将普通倒置荧光显微镜改装成最大化地利用原显微镜的已有资源，光学部分只在原显微镜基础上添加了光片产生部件。解决了其他类的基于传统宽场照明显微镜的光片显微成像改装均难以有效利用显微镜光路的，进而增加系统复杂度和成本的大问题。通过在普通的倒置荧光显微镜上加装小型化、低成本的转换装置，使其具备光片显微成像的能力。由于倒置荧光显微镜的高普及率，本专利技术能通过少量改装实现三维成像上的质的突破，从而大幅降低生物样品三维成像的成本。优选方案采用的柱面镜底座位置及样品位置采用精确可调可控的设计，使得样品和光片的对准操作极为方便。优选方案可替换的样品夹持提高了本装置的普适性，针对不同成像对象的需要，可设计不同的样品夹持装置，通过螺丝固定在位移台面即可实现光片扫描三维成像。优选方案利用高精度的电动促动器执行三维扫描成像，能稳定地三维成像，也便于实现自动化控制。附图说明图1是本专利技术提供的光片显微成像转换装置结构示意图；图2是为光片成像附件与实验室普通倒置荧光显微镜一起的完整工作示意图；图3是光片成像附件装置中样品夹持器与运动器；图4为本专利技术实施例使用所述光片纤维成像转换装置之前、之后的倒置荧光显微镜切面图像，重构面图像以及三维重构图像的结果对比。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为光片激光光源，11为光源，12为光片生成部件，111为激光准直头，112为可调光阑，121为柱面镜，122为底座，2为样品夹持器，21为夹持部件，22为样品池，3为运动器，4为样品，5为水平位移平台，6为基座。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的光片显微成像转换装置，包括：光片激光光源1、样品夹持器2、以及运动器3，优选方案还包括二维移动平台；所述光片激光光源1，产生光片激光，水平照射在固定于样品夹持器2的样品4上；所述运动 器3，与样品夹持器2连接，用于带动样品夹持器2运动，所述运动其方向与竖直方向夹角小于15度。所述二维移动平台与垂直运动其连接，用于提供水平面内二维移动。所述光片激光光源1，包括光源11、光片生成部件12，所述光源11用于产生准直激光，所述光片生成部件12用于将所述准直激光转化为激光光片。所述光源11包括在激光方向上依次设有激光准直头111、可调光阑112；所述光片生成部分，在激光方向上设有柱面镜121，所述柱面镜121包括旋转底座122，用于调整柱面镜121位置。所述样品夹持器2包括可更换的加持部件以及样品池22；所述夹持部件21用于连接样品池22与运动器3。所述样品池22为比色槽，其片光激光方向的侧面和底面为光学平整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光片显微成像转换装置，其特征在于，包括：光片激光光源(1)、样品夹持器(2)、以及运动器(3)；所述光片激光光源(1)，产生光片激光，水平照射在被固定于样品夹持器(2)样品上；所述运动器(3)，与样品夹持器(2)连接，用于带动样品夹持器(2)运动，所述运动其方向与竖直方向成夹角，优选夹角小于15度。

【技术特征摘要】
1.一种光片显微成像转换装置，其特征在于，包括：光片激光光源(1)、样品夹持器(2)、以及运动器(3)；所述光片激光光源(1)，产生光片激光，水平照射在被固定于样品夹持器(2)样品上；所述运动器(3)，与样品夹持器(2)连接，用于带动样品夹持器(2)运动，所述运动其方向与竖直方向成夹角，优选夹角小于15度。2.如权利要求1所述的光片显微成像转换装置，其特征在于，所述光片激光光源(1)包括光源(11)、光片生成部件(12)；所述光源(11)用于产生准直激光，所述光片生成部件(12)用于将所述准直激光转化为激光光片。3.如权利要求2所述的光片显微成像转换装置，其特征在于，所述光源(11)包括在激光方向上依次设有激光准直头(111)以及可调光阑(112)；所述光片生成部件(12)，在激光方向上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：费鹏，刘胜，江浩，聂俊，关泽一，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42