【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于宽场荧光成像的，具体涉及一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统。
技术介绍
1、神经科学领域的一个热点问题是神经活动是如何控制动物的行为，当动物自由活动并执行复杂的行为任务时，记录大脑中每个神经元的活动是神经科学的重难点问题。目前的大规模光学记录方法和神经活动光学探针的发展使得神经活动和行为的联系更紧密，可以实时看到行为活动变化时神经元兴奋性的改变，但是这种记录目前是停留在局部的几个脑区中，再逐个分析单个神经元或局部脑区在行为控制中的作用。神经活动变化速度快，传播范围广，脑区之间存在相互作用、信息整合后单一输出形成了行为。想清楚神经元的控制机制还需要整合全脑范围的神经发放活动，明确其中的上下游调控顺序和关键节点。
2、传统的动物的全脑活动记录大多数将其束缚起来，或仅部分躯体可以运动，同时拍摄的神经活动也受到成像设备速度限制，不适宜长时间稳定地记录神经活动与行为。最近的自由行为的神经记录研究中，使用手动或算法支持下的机器控制使行为池复位到几百微米的成像视野中，由于动物的活动一般非常迅速且具有高度的离散性，高速运动下无法准确捕捉，导致了神经活动的不连续性。行为池的复位也会给动物的感觉运动带来失真，从而减少动物每次游泳持续的时间以及转向的角度。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，实现更宽广的自由游泳空间、更快速的神经活动成像以及保证动物更自然的运动反馈感受以接近其在自然状态下的
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术的一个方面，提供了一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，包括激光光源、载物装置、图像采集装置、上位机以及气浮平台；
4、所述激光光源侧向均匀对载物装置进行照明；
5、所述载物装置设置在气浮平台上，所述载物装置容纳有待观测的自由移动的动物，且处于图像采集装置的成像范围内；
6、所述图像采集装置包括依次连接的物镜、滤光片、二向色镜和感光芯片；
7、所述上位机与图像采集装置连接。
8、作为优选的技术方案，所述激光光源包括对侧等高设置的一对一字激光器，其照明区域与图像采集装置的焦平面重合。
9、作为优选的技术方案，还包括x-z轴滑动平移台，相对设置的一对所述一字激光器通过l型直角板与x-z轴滑动平移台固定连接，使一字激光器发出的光束水平；所述x-z轴滑动平移台设置在气浮平台上，能够沿x轴和z轴移动；其中x轴方向为激光器发出光束的方向，z轴方向为图像采集装置纵向采集图像的方向。
10、作为优选的技术方案，所述载物装置包括载物台和置于载物台上的透明皿，所述透明皿外壁垂直于激光光源出射的光束，用于容纳待观测的自由移动的动物。
11、作为优选的技术方案，所述载物台刻有正方形空槽，用于放置透明皿；正方形空槽的同质心处开有一个边长小于正方形空槽的正方形完全贯穿槽，与图像采集装置的成像视野相对应。
12、作为优选的技术方案，还包括与所述载物装置相连接的x-y-z轴滑动平移台，通过x-y-z轴滑动平移台使得载物装置能够沿x轴、y轴和z轴移动，其中x轴方向为激光器发出光束的方向，z轴方向为图像采集装置纵向采集图像的方向。
13、作为优选的技术方案，还包括散热结构，所述散热结构包括底座和散热风扇，并设置为：散热风扇对准激光器且与激光器的距离为散热风扇的工作距离；所述底座与气浮平台连接，散热风扇四角固定在底座上，底座与散热风扇的接触面与气浮平台垂直。
14、作为优选的技术方案，所述感光芯片为teledyne kinetix scmos感光芯片，通过传输线将采集图像数据发送至上位机。
15、作为优选的技术方案，所述物镜为体视镜。
16、作为优选的技术方案，所述物镜的数值孔径为0.15na，工作距离为87mm，放大倍数为0.63，成像视野为对角线60mm的区域。
17、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
18、(1)本专利技术通过体视镜实现了大视野范围成像，实现真正的无创的活体全脑范围神经活动自由游泳检测，能够提供更宽广的自由移动空间来观察活体动物的行为和神经活动。
19、(2)本专利技术能够记录成长发育较为成熟，拥有完整神经系统，也即行为更加丰富的活体动物的神经活动成像。
20、(3)本专利技术能够保证待观测的活体动物更自然的运动反馈感受，以接近其在自然状态下的行为和神经活动，更为丰富和准确。
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1.一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，包括激光光源、载物装置、图像采集装置、上位机以及气浮平台；
2.根据权利要求1所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述激光光源包括对侧等高设置的一对一字激光器，其照明区域与图像采集装置的焦平面重合。
3.根据权利要求2所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，还包括X-Z轴滑动平移台，相对设置的一对所述一字激光器通过L型直角板与X-Z轴滑动平移台固定连接，使一字激光器发出的光束水平；所述X-Z轴滑动平移台设置在气浮平台上，能够沿X轴和Z轴移动；其中X轴方向为激光器发出光束的方向，Z轴方向为图像采集装置纵向采集图像的方向。
4.根据权利要求1或3所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述载物装置包括载物台和置于载物台上的透明皿，所述透明皿外壁垂直于激光光源射出的光束，用于容纳待观测的自由移动的动物。
5.根据权利要求4所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述载物台刻有正方形空槽，用
6.根据权利要求1所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，还包括与所述载物装置相连接的X-Y-Z轴滑动平移台，通过X-Y-Z轴滑动平移台使得载物装置能够沿X轴、Y轴和Z轴移动，其中X轴方向为激光器发出光束的方向，Z轴方向为图像采集装置纵向采集图像的方向。
7.根据权利要求1所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，还包括散热结构，所述散热结构包括底座和散热风扇，并设置为：散热风扇对准激光器且与激光器的距离为散热风扇的工作距离；所述底座与气浮平台连接，散热风扇四角固定在底座上，底座与散热风扇的接触面与气浮平台垂直。
8.根据权利要求1所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述感光芯片为Teledyne Kinetix sCMOS感光芯片，通过传输线将采集图像数据发送至上位机。
9.根据权利要求1所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述物镜为体视镜。
10.根据权利要求9所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述物镜的数值孔径为0.15NA，工作距离为87mm，放大倍数为0.63，成像视野为对角线60mm的区域。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，包括激光光源、载物装置、图像采集装置、上位机以及气浮平台；
2.根据权利要求1所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述激光光源包括对侧等高设置的一对一字激光器，其照明区域与图像采集装置的焦平面重合。
3.根据权利要求2所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，还包括x-z轴滑动平移台，相对设置的一对所述一字激光器通过l型直角板与x-z轴滑动平移台固定连接，使一字激光器发出的光束水平；所述x-z轴滑动平移台设置在气浮平台上，能够沿x轴和z轴移动；其中x轴方向为激光器发出光束的方向，z轴方向为图像采集装置纵向采集图像的方向。
4.根据权利要求1或3所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述载物装置包括载物台和置于载物台上的透明皿，所述透明皿外壁垂直于激光光源射出的光束，用于容纳待观测的自由移动的动物。
5.根据权利要求4所述的一种适用于自由移动动物的大视野荧光成像系统，其特征在于，所述载物台刻有正方形空槽，用于放置透明皿；正方形空槽的同质心处开有一个边长小于正方形空槽的正方形完全贯穿槽，与图像采集装置的成像视野相对应...
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