一种基于深度学习的结构光超分辨显微成像方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于深度学习的结构光超分辨显微成像方法和系统。系统包括沿光路方向依次分布的光源、第一透镜、偏振分光棱镜、空间光调制器SLM、第二透镜、照相模式切换模块、第三透镜、显微物镜、三维电动载物台、二向色镜、筒镜、滤色片和相机；所述照相模式切换模块包括三种模式：3D

【技术实现步骤摘要】
一种基于深度学习的结构光超分辨显微成像方法和系统


[0001]本专利技术属于荧光显微成像
，特别是一种基于深度学习的宽场照明模式与结构光照明模式相互融合的进行活细胞动态长时间超分辨显微成像的方法和系统。

技术介绍

[0002]在生命科学研究中，荧光显微镜由于具有特异性可标记性、能够对活体细胞进行实时成像等优点，被广泛应用。但由于荧光显微镜受衍射极限的限制，其在生命医学研究领域的使用被大大局限。近些年来，科研人员提出了能够突破衍射极限的超分辨显微技术，包括受激发射损耗显微技术，光激活定位显微技术，随机光学重建显微技术与结构光照明显微技术等。其中，结构光照明显微技术通过调制的条纹结构光照明样品，再通过图像重建可以实现两倍于衍射极限的分辨率。相较于其他超分辨成像技术，结构光照明显微技术具有较高的时间分辨率(约80Hz)，对标记样品的荧光染料无特殊要求，且光毒性较低(照明强度约10W/cm2)，这些优点对于活细胞的动态观察来说十分重要。因此，结构光照明显微镜主要被用于观测亚细胞水平的活体观测，包括线粒体动态变化，细胞骨架动态变化，染色体动态变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于深度学习的结构光超分辨显微成像系统，其特征在于，所述系统包括沿光路方向依次分布的光源、第一透镜、偏振分光棱镜、空间光调制器SLM、第二透镜、照相模式切换模块、第三透镜、显微物镜、三维电动载物台、二向色镜、筒镜、滤色片和相机；光源发出的光经过第一透镜和偏振分光棱镜，垂直入射到空间光调制器SLM，从空间光调制器SLM出来的衍射光沿原路返回，由偏振分光棱镜反射进入第二透镜，经透镜准直后进入照明模式切换模块，所述照明模式切换模块用于根据具体的成像需求进行不同照明模式的切换；照明模式切换模块的出射光经第三透镜后由二向色镜反射至显微物镜，由显微物镜聚焦后激发放置在三维电动载物台上的样本产生荧光，荧光信号由显微物镜收集后通过二向色镜透射，经过筒镜和滤色片组合，由相机采集并成像。2.根据权利要求1所述的基于深度学习的结构光超分辨显微成像系统，其特征在于，所述照相模式切换模块包括沿光路依次设置的多孔掩模板、偏振调节装置以及第四透镜。3.根据权利要求2所述的基于深度学习的结构光超分辨显微成像系统，其特征在于，所述多孔掩模板用于进行空间滤波，包括2N个旋转对称分布的针孔，或为这些针孔分布模式的组合，其中N为整数。4.根据权利要求2所述的基于深度学习的结构光超分辨显微成像系统，其特征在于，所述偏振调节装置包括偏振旋转器和液晶位相补偿器组合，或两个半波片的组合。5.根据权利要求1所述的基于深度学习的结构光超分辨显微成像系统，其特征在于，所述照相模式切换模块包括三种模式：1)3D
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SIM模式：该模式允许0级以及正负1级衍射光通过；2)2D
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SIM模式：该模式仅允许正负1级衍射光通过；3)宽场模式：该模式仅允许0级，正1级或负1级三者中的一束衍射光通过，或通过破坏光束干涉条件实现，或通过在相机单次曝光时间内切换结构光条纹照明模式实现。6.基于权利要求1至5任意一项所述系统的基于深度学习的结构光超分辨显微成...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐于珺，李辉，文刚，梁永，王林波，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：