一种成像系统，其包含：镜头；置于镜头前方的二向色滤光器；以及置于镜头和二向色滤光器之间的高通滤光器。一种调整这种成像系统的元件的适当设计，以减少涉及荧光物的广角成像的成像赝象。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及荧光成像系统，更具体地说涉及由二向色滤光器传送的杂散广角激发光的抑制。
技术介绍
最普通的荧光测量的原理是对灵敏度的要求，或由荧光的暗视场测量所提供的高信噪比电平。该荧光测量的主要目标是只允许荧光信号(波长的范围)进入传感器，并阻止激发波长。荧光测量的灵敏度通常受限于噪声，该噪声与危及暗视场的杂散光的背景相关联。背景杂散光可以从样本或测量系统发出；来自该系统的杂散光通过光谱过滤而缓和。光的光谱过滤对于荧光测量是必要的，其中必须从将必要的荧光能量信号导向光传感器的光学光路中消除来自激发能量的杂散光。对于许多荧光应用，最大的灵敏度是通过用只比发射波长低数十纳米的波长的光激发而获得，其中该激发/发射差称为荧光物的斯托克斯谱移。通常应用二向色(干涉)滤光器，因为它们能够被设计和制造成使得能适当阻止来自产生的发射光的杂散激发光。当吸收具有色度载体(chromaphore)的光的高通滤光器可以被设计和制造成吸收激发并传送发射时，它们一般不会使能在所需的数十纳米上产生的阻止和透明度，且吸收色度载体倾向于发荧光(主测量波长噪声的原因之一)。此外，二向色滤光器的设计/制造适合于使能提供用于发射的透射窗口的、由发射光谱的下截止(cut-on)和上截止(cut-off)波长指示(根据增加波长的常规光谱)的透射的光的带通。设计良好的带通二向分色镜对于灵敏的荧光测量是必要的，因为除了作为测量目标的荧光物以外的材料也可以发荧光。很大程度上，那些其它材料发出出自为作为目标的荧光物设计的带通的荧光，它们的发射被阻止并提高了荧光测量的灵敏度。对荧光测量越来越普通的需要是成像应用，其中镜头的组合将荧光能量信号导向区域传感器，例如膜或电子传感器(CCD阵列)。为了增进荧光测量的灵敏度和动态范围，越来越普通的是使用冷却的CCD传感器阵列。为了增进成像的速度和分辨能力，并加宽光学系统的操作范围，必须使用很复杂的镜头(许多元件)。将适当设计的二向色滤光器应用到成像应用中的困难是，二向色滤光器的带通是该滤光器平面上的光的入射角的函数，如图1A所示。具体地，离位入射的入射光在该干涉涂层中经过更长的光程；因此，该二向色滤光器的下截止(和上截止)波长减小，或者带通蓝移。因此，对于由复杂镜头使能的广角视域，发射滤光器带通呈现随图像半径而增大的蓝移(图1B)。如果发射滤光器的蓝移的下截止与激发光的上截止显著地重叠，那么径向蓝移可引起高灵敏度荧光成像应用中的严重的赝象(artifact)。结果的杂散激发光渗透到视场的外围，产生成像赝象，在其他暗场中常常可见为亮圈。通常，该亮圈赝象是多元件镜头中的圆形特征的反映，该镜头将杂散光反射回到二向色滤光器，该滤光器阻止该光返回镜头并最终到达传感器。该成像赝象的实例如图2A所示。管理广角成像系统中的蓝移带通的一个方法是在镜头元件(在如图1A所示的元件-虚线100)后放置二向色发射器滤光器。该方法在减少蓝移方面略微更有效，因为广角光线在设计良好的镜头中可被更多地抑制。尽管有效，但是该方法未能阻止来自具有反射和荧光材料的多重镜头元件和镜头内的表面的过多的激发光。作为结果的图像赝象显现为暗场中的薄雾(不需要相同)，其是背景噪声的原因之一。因此，需要一种成本有效的技术，来抑制阻碍灵敏的荧光测量的成像赝象。
技术实现思路
根据本专利技术，提供上述问题的解决方案和对需要的满足。根据本专利技术的特征，提供的成像系统包含镜头；置于所述的镜头前方的二向色滤光器；以及置于所述镜头和所述二向色滤光器之间的高通滤光器。根据本专利技术另外的特征，提供的成像系统包含用于将荧光图像成像在电子传感器上的镜头；置于所述镜头前方以用于传送荧光图像的发射光谱和用于滤出激发光的二向色带通滤光器；以及置于所述镜头和所述二向色滤光器之间的高通滤光器，该高通滤光器用于过滤由所述二向色滤光器传送的任何杂散广角激发光。本专利技术有下列优点1、成像系统有用于抑制阻碍灵敏的荧光测量的成像赝象的成本有效的技术。2、将广角荧光成像系统中的激发光的蓝移带通减到最小。附图说明图1A是本专利技术实施例的图解视图。图1B是带通滤光器的波长对透射度的图示的图。图2A和2B是解释本专利技术时有用的图解视图。图3是示出激发/发射波长重叠的图示的图。具体实施例方式现参考图1A，示出的是本专利技术的实施例。如所示，荧光图像的物面10通过广角镜头12成像到成像系统16的电子传感器14上。相同波长的光线入射在置于照相机镜头12前方的二向色带通滤光器18上。光线1在几乎垂直于滤光器表面的窄角(A1)入射，如图的放大部分所示。光线2以广角A2入射。二向色滤光器18被设计成具有在图1B的透射度光谱中示出的带通光谱。设计的滤光器18成功地阻止垂直的或窄角的光线。在广角处的入射光线在干涉涂层中经过较大光程，具有蓝移带通光谱的效应。在足够宽的入射角(A2)处，诸如‘2’的光线将由滤光器18传送。插入在二向色滤光器18和镜头12之间的设计良好的高通滤光器(HP)20将衰减广角光线，该广角光线在窄角处将被正常地阻止。依照本专利技术，提供一种用于抑制阻碍灵敏的荧光测量的成像赝象的成本有效的技术。本专利技术的本质特征是在镜头12的正面和二向色滤光器18之间安放便宜的高通吸收滤光器20。高通滤光器20选择成在激发的上截止波长处具有足够的吸光率，以保证如果杂散激发光被在广角操作的蓝移的发射器滤光器传送，则适当地衰减杂散激发光。本专利技术的效力的实例在图2A和2B的对比图像中显而易见，对比的广角图像来自灵敏的荧光测量系统。视域的最广角对应于垂直入射的大约21度。所测量的物是吸收入硝化纤维膜中的光带格式的Cy5.5染色。圆形的图像赝象如图2A所示，仅使用二向色滤光器，则在图2B中就没有了，其中应用了添加的吸收滤光器。所使用的成像系统包括大TV镜头(10倍变焦)，过滤卤素光源的630nm AF30 Omega激发器，700nm DF30 Omega发射器滤光器。应用的吸收滤光器是Wratten70。照相机是柯达IS2000，且呈现的图像是16位数字化输出的8位显微切片(通过256个等级的暗背景)。通过分析建模能够传达对本专利技术的进一步的理解和设计原理。分析点是估计激发光与发射带通之间的重叠。蓝移源是入射角，并且是对高质量二向色滤光器所测量的每离位入射度大约0.5nm。广角图像系统包括在25度或更离位的入射光，导致发射器下截止蓝移13nm。对于灵敏的荧光检定，将使用激发器-发射器滤光器对，其在中心波长典型地间隔开大约60nm，且每个滤光器将会有30-35nm带通(FWHM，在最大值一半的全部宽度)。具有35nm FWHM的高质量二向色带通滤光器在0.001最大值(累积的实验数据)处转变到大于50nm带通。对于灵敏的荧光检定，保证在发射器带通中的激发光的a＞10-6的抑制是必要的，且通过保证对于激发器上截止和发射器下截止都具有＞0.001衰减的主波长可获得。图3(右侧)的曲线图示出在0.001的部分透射处，对垂直入射在激发器上截止和发射器下截止之间存在大约5nm的域。但是，发射器中的13nm的蓝移违犯了准则，意味着视域的最广角将会允许有效的激发器光通过发射器滤光器。插入在激发器的0.001上截止电平处具有＞2的OD的吸收滤光器(在典型的Wratt本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成像系统，其包含：镜头；置于所述镜头前方的二向色滤光器；以及置于所述镜头和所述二向色滤光器之间的高通滤光器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DL维扎德，WE麦克劳克林，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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