一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统，包括信号发生器、光源驱动电路、光纤、二向色镜、光电倍增管、锁相放大器和数据采集卡。其中，信号发生器用于发射两种不同频率信号且与两种对应波长的光源驱动电路连接，所述光纤的一端连接光源驱动电路，另一端连接待测物，二向色镜用于反射激发光和透射光纤检测到的荧光信号，所述光电倍增管用于接收二向色镜传输的荧光信号，所述锁相放大器为两个，分别与光电倍增管和数据采集卡电连接，每个所述锁相放大器均与信号发生器连接，分别存储信号发生器发射的一种频率信号。本实用新型专利技术应用于神经生物学实验中对小鼠脑内的荧光信号进行检测，可精准地获取不同激发光所得到的同一波长的荧光信号。

【技术实现步骤摘要】
一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统
本技术涉及神经信号记录
，尤其涉及一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统。
技术介绍
目前，市面上常见的双色光纤记录系统激发光波长为470nm和590nm，刺激的是小鼠脑内GCamp和mCherry这两种病毒的特异性表达，激发得到的荧光分别为绿色荧光和红色荧光，两种波长相差较远，因此，可通过光学系统对这两种荧光信号进行区分；但最新研究表明，这两种激发光所激发出的荧光存在光谱重叠现象，即470nm的激发光同时激发绿色荧光和红色荧光，且红色荧光与590nm波长激发的红色荧光是光谱是叠加的，因此该波长范围内的红色荧光的激发光源无法准确界定。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统，旨在解决无法区分动物体内不同激发光所激发的同一波长的荧光信号。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统，包括信号发生器、光源驱动电路、光纤、二向色镜、光电倍增管、锁相放大器和数据采集卡；所述信号发生器用于发射两种不同频率信号且与两种对应波长的光源驱动电路连接，所述光纤的一端连接光源驱动电路，另一端连接待测物，所述二向色镜位于光路折弯处，用于反射激发光和透射检测到的荧光信号，所述光电倍增管位于二向色镜另一侧，用于接收二向色镜透射的荧光信号，所述锁相放大器为两个，分别与光电倍增管和数据采集卡电连接，每个所述锁相放大器均与信号发生器连接，分别存储信号发生器发射的一种频率信号。进一步地，两个所述光源驱动电路分为405nm的光源驱动电路和470nm的光源驱动电路。进一步地，所述光纤与光源驱动电路连接的一端设有合波器，用于耦合不同频率的激发光。进一步地，所述数据采集卡对外连接计算机，用于分析处理采集的模拟信号数据。本技术的基于锁相放大器的双色光纤记录系统，应用于神经生物学实验中对小鼠脑内的荧光信号进行检测，可精准地获取不同激发光所得到的同一波长的荧光信号，可排除通道间的相互干扰；同时，锁相放大器所特有的对微弱信号的检测功能可进一步提高系统的信噪比，实现对微弱信号的准确提取。附图说明图1是本技术一实施例中基于锁相放大器的双色光纤记录系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1所示，本技术的一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统，包括信号发生器、光源驱动电路、光纤、二向色镜、光电倍增管、锁相放大器和数据采集卡。其中，信号发生器用于发射两种不同频率信号，且与对应频率信号的光源驱动电路连接，光纤的一端连接光源驱动电路，另一端连接待测物，二向色镜横向45°位于光路折弯处，用于反射激发光和透射检测到的荧光信号，光电倍增管位于二向色镜的另一侧，激发光经过二向色镜反射至实验动物的待定脑区，实验动物脑区激发出的荧光信号透过二向色镜传输至光电倍增管，两个锁相放大器分别与信号发生器、光电倍增管和数据采集卡电连接，信号发生器的输出信号作为锁相放大器的输入信号，信号发生器的不同频率信号作为锁相放大器调制的基准频率，解调得到的模拟信号存入数据采集卡中，数据采集卡对外连接计算机，用于分析处理采集的模拟信号数据。在一实施例中，两个光源驱动电路分别为405nm的光源驱动电路和470nm的光源驱动电路，激发光包括波长为405nm的激发光和波长为470nm的激发光。一个锁相放大器用于存储405nm频率信号，另一个锁相放大器用于存储470nm频率信号，均作为对应锁相放大器调制的基准频率参考信号。本技术通过信号发生器产生两路频率信号，传输至405nm光源驱动电路和470nm光源驱动电路，将405nm和470nm两种波长的激发光经光纤合波器耦合至同一根光纤并传输，通过二向色镜将激发光反射至小鼠脑内，小鼠脑内激发出荧光信号通过同一根光纤返回至光路中，荧光信号透过二向色镜传输到光电倍增管，经过光电倍增管放大并光电转换后输入锁相放大器中，此处理过的荧光信号作为两个锁相放大器的输入信号，信号发生器的两路频率信号分别作为两个锁相放大器调制的基准频率参考信号，由于检测到的两路荧光信号的调制频率不同，通过两个锁相放大器对不同频率分别进行解调，从而实现对两个通道荧光信号分别采集。利用405nm激发光的通道作为参考通道，该通道的数据作为对照数据记录以排除记录通道的噪声干扰，将输入信号与参考信号进行运算即可解调得到分别对应于405nm和470nm的荧光信号。最后，经锁相放大器解调得到的模拟信号传输至数据采集卡，通过与数据采集卡连接的计算机分析处理。由于405nm和470nm激发光所得到的荧光都是同一波长的绿色荧光，锁相放大器通过对不同频率光的检测可以区分出这两种反应不同信号的荧光信号，测量方法十分简便。本系统可精准地获取动物体内不同激发光所得到的同一波长的荧光信号，可排除通道间的相互干扰；同时锁相放大器所特有的对微弱信号的检测功能可进一步提高系统的信噪比，实现对微弱信号的准确提取。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统，其特征在于：包括信号发生器、光源驱动电路、光纤、二向色镜、光电倍增管、锁相放大器和数据采集卡；所述信号发生器用于发射两种不同频率信号且与两种对应波长的光源驱动电路连接，所述光纤的一端连接光源驱动电路，另一端连接待测物，所述二向色镜位于光路折弯处，用于反射激发光和透射检测到的荧光信号，所述光电倍增管位于二向色镜另一侧，用于接收二向色镜透射的荧光信号，所述锁相放大器为两个，分别与光电倍增管和数据采集卡电连接，每个所述锁相放大器均与信号发生器连接，分别存储信号发生器发射的一种频率信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于锁相放大器的双色光纤记录系统，其特征在于：包括信号发生器、光源驱动电路、光纤、二向色镜、光电倍增管、锁相放大器和数据采集卡；所述信号发生器用于发射两种不同频率信号且与两种对应波长的光源驱动电路连接，所述光纤的一端连接光源驱动电路，另一端连接待测物，所述二向色镜位于光路折弯处，用于反射激发光和透射检测到的荧光信号，所述光电倍增管位于二向色镜另一侧，用于接收二向色镜透射的荧光信号，所述锁相放大器为两个，分别与光电倍增管和数据采集卡电连接，每个所述锁相放大器均与信号发生器连接，分别存储信号发生器发...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海燕，董才俊，
申请(专利权)人：千奥星科南京生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32