三通道荧光定位超分辨率生物显微系统及显微方法技术方案

三通道荧光定位超分辨率生物显微系统及显微方法，包括显微镜主体，照明模块，成像模块，三维纳米级样品锁定模块以及信号连接的控制及显示模块；成像过程中，三通道激光照明光同时照射在样品上，标记样品的三类的荧光染料同时发光闪烁，经过成像模块，分别成像在探测器的不同部分，探测器采集多带有荧光染料“闪烁”信号的原始图像，并传输到控制及显示模块中，控制及显示模块通过高斯拟合，找出每一张原始图像中每一个闪烁点的中心位置，将所有原始图像的闪烁点中心位置叠加在一起，得到三个通道的超高分辨率图像。本系统和方法解决了样品在三维空间中的漂移问题，可以将成像时间缩短两倍，确保实现三通道同时成像。

【技术实现步骤摘要】
三通道荧光定位超分辨率生物显微系统及显微方法
本专利技术涉及生物显微领域，尤其涉及三通道荧光定位超分辨率生物显微系统及显微方法。
技术介绍
自恩斯特·阿贝(ErnstAbbe)于十八世纪七十年代提出光学成像分辨率极限的理论以来，人们一直在寻找各种各样的方法方式以求突破这一分辨率极限。目前，通过运用现代尖端技术，庄小威，埃里克·贝齐格(EricBetzig)分别于2006年先后分别提出了随机光学重构显微技术(StochasticOpticalReconstructionMicroscopy，STORM)和荧光定位显微技术(PhotoactivationLaserMicroscopy，PALM)，均实现了突破光学分辨率极限十倍的超分辨率成像。埃里克·贝齐格更是通过这一技术获得了2014年诺贝尔化学奖。目前荧光定位显微技术已经实现部分商业化，并且开始被用于基础生命科学，尤其是分子生物学以及生物化学的研究当中。通过这一技术，理论上来说研究人员可以以10到20纳米的横向分辨率和50纳米的纵向分辨率研究生物样品的细节结构。但是使用这个原理应用到实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三通道荧光定位超分辨率生物显微系统，其特征在于：/n包括显微镜主体，照明模块，成像模块，三维纳米级样品锁定模块以及信号连接的控制及显示模块(25)；/n显微镜主体包括顺序布置的物镜(1)，第二多色反射镜(2)，前成像透镜(3)和20:80反射镜(4)；显微镜主体中的样品为采用三种不同激发波长的荧光染料三色标记过的生物样品；/n照明模块的照明光路同步产生包含波长为561nm，647nm及750nm三通道激光照明光；三通道激光照明光通过第二多色反射镜(2)反射，经过物镜(1)照射到样品上，激发样品的荧光染料发出三种不同波段的混合荧光；/n混合荧光通过第二多色反射镜(2)及前成像透镜(3)后，由...

【技术特征摘要】
1.三通道荧光定位超分辨率生物显微系统，其特征在于：
包括显微镜主体，照明模块，成像模块，三维纳米级样品锁定模块以及信号连接的控制及显示模块(25)；
显微镜主体包括顺序布置的物镜(1)，第二多色反射镜(2)，前成像透镜(3)和20:80反射镜(4)；显微镜主体中的样品为采用三种不同激发波长的荧光染料三色标记过的生物样品；
照明模块的照明光路同步产生包含波长为561nm，647nm及750nm三通道激光照明光；三通道激光照明光通过第二多色反射镜(2)反射，经过物镜(1)照射到样品上，激发样品的荧光染料发出三种不同波段的混合荧光；
混合荧光通过第二多色反射镜(2)及前成像透镜(3)后，由20:80反射镜(4)进行分配，其中20％分配到三维纳米级样品锁定模块中，80％分配到成像模块中；
成像模块包括沿成像光路顺序布置的矩形光阑(14)，成像准直透镜(15)，三组并列布置的双色反射镜(16，18，19)、滤镜(17)以及后成像透镜(21)，探测器(22)，矩形光阑(14)对到达成像模块的混合荧光进行成像范围调节，成像准直透镜(15)将调节后混合荧光的转变为平行光，第一双色分光镜(16)，第二双色分光镜(18)及第三双色分光镜(19)分别将混合荧光根据不同波段分配到三个不同的通道中，由每个通道里的滤镜(17)滤除通道激发光后,剩下的单一波段荧光最终通过后成像透镜(21)将三个通道的荧光分别成像在探测器芯片的不同位置上；
三维纳米级样品锁定模块包括明场光源(26)，科勒照明光路(27)，用于装载样品的压电陶瓷平台(28)，锁定成像滤镜(24)和锁定相机(23)，明场光源(26)通过科勒照明光路(27)照射在样品上，通过显微镜主体和锁定成像滤镜(24)后，20％的明场光在锁定相机(23)上成像；
超分辨率成像过程中，561nm通道，647nm通道及750nm三通道激光照明光同时照射在样品上，标记样品的三类的荧光染料同时发光闪烁，经过成像模块，分别成像在探测器(22)的不同部分，探测器(22)采集多张带有荧光染料“闪烁”信号的原始图像，并传输到控制及显示模块(25)中，控制及显示模块(25)通过高斯拟合，找出每一张原始图像中每一个闪烁点的中心位置，并将所有原始图像的闪烁点中心位置叠加在一起，得到三个通道的超高分辨率图像。


2.根据权利要求1所述的三通道荧光定位超分辨率生物显微系统，其特征在于：所述荧光染料，第一种为CF568或Cy3B荧光分子染料,第二种为Alexa647或Cy5荧光分子染料，第三种为Alexa750或Cy7荧光分子染料。


3.根据权利要求1所述的三通道荧光定位超分辨率生物显微系统，其特征在于：所述照明模块包括沿照明光路顺序布置的反射镜(5)，第一多色反射镜(6)，激光混光解析透镜(7)和照明透镜(9)，以及布置在反射镜(5)进光侧的第一激光激发器(10)和第一准直透镜(11)，布置在在第一多色反射镜(6)进光侧的第二激光激发器(12)和第二准直透镜(13)；
第二激光激发器(12)激发561nm、647nm波长激光，第一激光激发器(10)激发750波长激光。


4.根据权利要求3所述的三通道荧光定位超分辨率生物显微系统，其特征在于：所述反射镜(5)和第一多色反射镜(6)平行间隔布置，且镜面与激光混光解析透镜(7)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，孙耀杰，
申请(专利权)人：纳观生物有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81