基于共聚焦原理的双焦面双光子荧光显微成像系统研究

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双光子荧光显微成像技术因为具有天然层析能力、适用于厚组织成像等特点,被广泛应用于生物学研究中.典型的双光子荧光成像技术采用逐点扫描策略,虽然采用更快的扫描器件,可以对单个平面成像达到视频帧率,但对分布于轴向的多个平面进行成像时,则会因轴向扫描速度慢而限制不同平面图像数据获取的速度.解决这一问题的一种方法是采用电可调谐透镜等器件提高轴向扫描速度.另一种思路则是同时对多个平面进行并行的双光子扫描成像. 本文对基于并行成像思路的双光子成像方法进行了探索,提出了基于共聚焦成像原理的、双焦面同时成像的双光子荧光显微成像方法.将入射光束分为两束,通过调节其中一束光的发散和会聚,使得在样品位置形成两个焦点,两个焦点处于不同的轴向位置.通过定制带孔反射镜,分离来自两个焦点的双光子荧光信号,实现两个平面的同时双光子成像. 基于这一成像方法,建立了一套双焦面同时成像的双光子荧光显微成像系统.通过光路中的扩束系统可对两焦点之间的间距进行设定.分析了带孔反射镜的厚度、倾斜角度、小孔等参数对双焦面荧光分离的影响.基于LabVIEW编写了系统的成像控制软件. 本文进一步描述了带孔反射镜的调试方法,测试了双焦面双光子成像的分辨率,分析了两个焦面成像的信号串扰问题,并通过使两束激发光在横向错位的方法减小通道之间的串扰.测试样本和脑片的成像实验表明,本系统能够实现双焦面同时激发和探测,同步获得两个不同层面的双光子荧光图像.

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作者
李培;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科光学工程
授予学位硕士
导师姓名曾绍群;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类高等教育;物理学;
关键词
聚焦原理; 双光子荧光显微成像;

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