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申请/专利权人：复旦大学

摘要：本发明属于活体荧光成像技术领域，具体为一种活体荧光寿命成像光学系统和方法。本发明的成像光学系统包括：用于放置与固定待检测样本并具有三维定位功能的载物台，用于采集样本荧光信号的由成像放大系统、滤光片、成像镜头和荧光探测器组成的荧光信号采集单元，用于控制荧光探测器采样和激发光激发的相对时间的斩波器延时单元，包括外接高低电平触发信号激光器的激发单元（不同激发波长的光源可自由切换，满足不同活体样本需求）；用于处理采集到的系列荧光信号、最终重构荧光寿命成像图片的数据处理单元（计算机处理程序）。本发明结合不同寿命的荧光探针实现活体样本的肿瘤成像及标志物定量检测等功能，具有检测通量大和定量精度高等特点。

主权项：1.一种活体荧光寿命成像光学系统，其特征在于包括激光器、光纤耦合准直器、载物台、活体样本、滤光片、成像镜头、斩波器、成像放大系统、荧光探测器、计算机、采集卡；在同一光轴上依次顺序放置载物台、活体样本、滤光片、成像镜头、斩波器、成像放大系统、荧光探测器；激光器发出的光经过斩波器调制后通过光纤耦合准直器后作用于活体样本上，在活体样本上所激发出的荧光经过滤光片、成像镜头、斩波器、成像放大系统，最终成像于荧光探测器上，通过协同斩波器控制激光器照射活体样本时产生的脉冲荧光信号和荧光探测器的采集时间窗口，使得荧光探测器的采集窗口相对于脉冲荧光信号出现一系列延迟，得到一系列不同荧光强度的图像，由计算机通过逐步积分法获得荧光寿命图像；其中：所述荧光探测器包括可见光面阵探测器、近红外面阵探测器以及检测波长覆盖可见至近红外波段的面阵探测器；所述成像放大系统由两片可见光或近红外区域消色差凸透镜组成；其中，连接荧光探测器的黑色套管固定焦距分别为200mm和20mm的消色差近红外透镜，用于实现对样品放大10倍成像，其中长焦距的透镜靠近荧光探测器一侧；所述滤光片为可见光或近红外长通、短通或带通滤光片；所述成像镜头为透可见光、透近红外光或同时透可见以及近红外光成像镜头；成像镜头焦距35mm，固定于斩波器的下方，镜头的成像焦点与短焦距透镜焦点重合，均位于斩波器通光小孔位置处；所述载物台可上下前后左右六个方向移动，电动可调，由软件控制；所述载物台在上下方向移动的最大距离为5cm，在前后方向移动的最大距离为20cm，在左右方向移动的最大距离为5cm，移动速度为1~10mms，可通过控制软件进行调节；载物台上固定有黑色近红外吸光板，用于固定样本；所述黑色近红外吸光板的大小为15cm*15cm；所述斩波器包括斩波器主体以及斩波器控制器，斩波器外壳上紧贴其叶片制作有通光小孔；该通光小孔位于透镜组和镜头的焦点位置；所述通光小孔的直径为1mm；通光小孔距离斩波器叶片中心的距离为42mm，叶片占空比为50%，斩波器的工作频率为17Hz；所述激光器为外接可高低电平调制多模光纤的激光器或本身可调谐的脉冲光纤激光器，激光器的出光口通过光纤耦合准直器，该光纤为液芯均匀化光纤，使得激光光斑均匀；所述光纤在5cm处光斑直径在3~4cm，出纤功率80%；所述可见光面阵探测器的响应波长为300~1000nm，所述近红外面阵探测器的响应波长为900~2500nm，所述检测波长覆盖可见至近红外波段的面阵探测器的响应波长为400~2500nm；所述光纤耦合准直器固定于光学接杆上，光学接杆固定于所述载物台上，保证水平移动样品时，激光照射位置不变；所述计算机包含计算机处理程序，用于控制采集卡和荧光探测器；采集卡用于采集不同延迟时间的荧光照片，同时处理采集到的荧光信号，得到最终的荧光寿命成像图片；同时接入多个相同激发波长的激光器，以增加信号强度；并且，所述激光器可以自由替换成不同发射波长的激光器，用于针对不同的荧光探针提供不同的激发波长。

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