激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、光源單元、掃描控制單元、上位機(jī)單元及中央控制單元，通過上位機(jī)單元采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算所述成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，中央控制單元根據(jù)所述上位機(jī)單元發(fā)送的所述掃描參數(shù)，生成對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元、光源單元及掃描控制單元的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待測(cè)樣品的掃描成像，從而得到信噪比滿意的掃描成像圖像，提高了圖像成像質(zhì)量。
【專利說明】激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯微物鏡光學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光掃描共焦顯微鏡(LaserScanning Confocal Microscopy,LSCM)是研究亞微米細(xì)微結(jié)構(gòu)的有效技術(shù)手段，它是國(guó)內(nèi)外從事生物醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)研究的科技工作者必備的大型科研儀器。在LSCM中，采用光電倍增管(Photomultiplier Tube，PMT)作為熒光探測(cè)器用來采集微弱熒光信號(hào)，具有高分辨率、高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。在極弱光信號(hào)下，PMT輸出信號(hào)呈現(xiàn)脈沖信號(hào)輸出特性；在微弱光信號(hào)下，PMT輸出信號(hào)呈現(xiàn)出脈沖信號(hào)和直流信號(hào)疊加的輸出特性。
[0003]對(duì)于LSCM系統(tǒng)，通過X-Y掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)掃描光斑運(yùn)動(dòng)并遍歷樣本上的成像區(qū)域，從樣本返回的熒光信號(hào)通過光路后到達(dá)PMT，PMT的輸出為在掃描時(shí)間內(nèi)的連續(xù)模擬電壓信號(hào)。由于PMT在弱光下的輸出隨機(jī)分布特性，如果直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換并由此重建圖像，則一個(gè)恒定光強(qiáng)的樣本采樣也會(huì)得到一個(gè)像素點(diǎn)隨機(jī)明暗強(qiáng)烈變化的圖像?？梢圆捎脤?duì)PMT輸出信號(hào)過采樣后求平均、對(duì)像素駐留時(shí)間內(nèi)PMT輸出信號(hào)進(jìn)行模擬積分后采樣等方式提高其信噪比。
[0004]但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于PMT采集光信號(hào)的強(qiáng)弱、光信號(hào)本身的信噪比存在很大的差異，對(duì)于采用對(duì)像素駐留時(shí)間內(nèi)的模擬信號(hào)進(jìn)行積分的方案，為滿足成像質(zhì)量需求，需要增強(qiáng)激發(fā)熒光的激光強(qiáng)度來提高熒光強(qiáng)度或者延長(zhǎng)像素駐留時(shí)間以獲得更好的信噪比。即需要對(duì)成像時(shí)間，激光強(qiáng)度，像素積分時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行多次調(diào)整。這個(gè)過程需要多次用較強(qiáng)的激光對(duì)樣本進(jìn)行多次遍歷掃描，容易發(fā)生熒光漂白的現(xiàn)象，而影響最終得到圖像的質(zhì)量，而且整個(gè)過程需要較長(zhǎng)的時(shí)間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，該激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)能夠提高成像質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、光源單元、掃描控制單元、上位機(jī)單元及中央控制單元，所述數(shù)據(jù)采集單元電性連接于所述上位機(jī)單元，所述上位機(jī)單元電性連接于所述中央控制單元，所述中央控制單元與所述數(shù)據(jù)采集單元、光源單元及掃描控制單元均電性連接；
[0007]所述數(shù)據(jù)采集單元預(yù)掃描待測(cè)樣品并獲得熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，所述上位機(jī)單元采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算所述成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，所述中央控制單元根據(jù)所述上位機(jī)單元發(fā)送的所述掃描參數(shù)，生成對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元、光源單元及掃描控制單元的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待測(cè)樣品的掃描成像。
[0008]下面對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)一步解釋:[0009]所述掃描參數(shù)包括掃描速度、采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間、放電時(shí)間、激光強(qiáng)度及PMT增益，所述上位機(jī)單元根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)采用下述優(yōu)化模型計(jì)算所述掃描參數(shù):
[0010]maxKPI = a SNR+ ^ N+y L-1 0 V2
[0011]所述a、Y、9為各個(gè)指標(biāo)的影響因子，所述KPI為優(yōu)化目標(biāo)，所述SNR為圖像信噪比評(píng)價(jià)，所述N為掃描速度指標(biāo)，所述L為激光強(qiáng)度指標(biāo)，其中，所述掃描速度指標(biāo)N與所述像素積分時(shí)間成反比，所述采樣點(diǎn)數(shù)* (所述像素積分時(shí)間+所述放電時(shí)間)=所述掃描速度―1，所述SNR = I (Tint)*F，所述I (Tint)為所述像素積分時(shí)間對(duì)信號(hào)比的影響，所述F為熒光強(qiáng)度，所述F = K(tL(l-e-Ebc;)，所述K為儀器常數(shù)，所述為熒光量子產(chǎn)率，所述￡是樣品的克分子消光系數(shù)，所述b為樣品池的光徑長(zhǎng)度，所述c為樣品濃度，所述V為電壓適配指標(biāo)，所述電壓適配指標(biāo)V代表所述數(shù)據(jù)采集卡的電壓量程與最大信號(hào)電壓值的差值。
[0012]所述中央控制單元接收所述上位機(jī)單元發(fā)送的激光強(qiáng)度并根據(jù)所述激光強(qiáng)度控制所述光源單元發(fā)射相應(yīng)的激光強(qiáng)度。
[0013]所述中央控制單元接收所述上位機(jī)單元發(fā)送的掃描速度并根據(jù)所述掃描速度控制所述掃描控制單元驅(qū)動(dòng)掃描振鏡的運(yùn)動(dòng)。
[0014]所述中央控制單元接收所述上位機(jī)單元發(fā)送的采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間并根據(jù)所述采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間控制所述數(shù)據(jù)采集單元生成相應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間。
[0015]所述光源單元包括激光器組和聲光可調(diào)諧濾光器，所述中央控制單元控制所述激光器組對(duì)光源光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整及控制所述聲光可調(diào)諧濾光器對(duì)激光進(jìn)行選通和強(qiáng)度調(diào)制。
[0016]所述數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)采集卡、PMT和信號(hào)調(diào)理電路，所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，所述PMT采集熒光信號(hào)，所述信號(hào)調(diào)理電路包括信號(hào)放大模塊和像素時(shí)間積分模塊，所述中央控制單元控制所述數(shù)據(jù)采集卡生成采樣點(diǎn)數(shù)，所述中央控制單元控制所述PMT的增益，所述中央控制單元控制所述信號(hào)放大模塊的放電時(shí)間，所述中央控制單元控制所述像素時(shí)間積分模塊的像素積分時(shí)間。
[0017]所述掃描振鏡為X-Y掃描振鏡。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0019]1.本發(fā)明提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)通過上位機(jī)單元采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算所述成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，中央控制單元根據(jù)所述上位機(jī)單元發(fā)送的所述掃描參數(shù)，生成對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元、光源單元及掃描控制單元的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待測(cè)樣品的掃描成像，從而得到信噪比滿意的掃描成像圖像，提高了圖像成像質(zhì)量。
[0020]2.另外，本發(fā)明提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)通過上位機(jī)單元采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算所述成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，再根據(jù)所述掃描參數(shù)對(duì)成像進(jìn)行控制，可以在獲得滿意信噪比圖像的前提下，盡量避免激光強(qiáng)度過大對(duì)樣本熒光物質(zhì)的影響。有利于對(duì)樣本同一區(qū)域進(jìn)行多次掃描和獲得更快的掃描速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的激光強(qiáng)度指標(biāo)F與熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)的曲線圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的像素積分時(shí)間與信噪比評(píng)價(jià)SNR的曲線圖。
[0024]其中:數(shù)據(jù)采集單元110、光源單元120、掃描控制單元130、上位機(jī)單元140、中央控制單元150、激光器組121、聲光可調(diào)諧濾光器122、數(shù)據(jù)采集卡111、PMT112、信號(hào)調(diào)理電路113、X-Y掃描振鏡131。
【具體實(shí)施方式】
[0025]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 100。
[0026]激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)100包括數(shù)據(jù)采集單元110、光源單元120、掃描控制單元130、上位機(jī)單元140及中央控制單元150。
[0027]其中，數(shù)據(jù)采集單元110電性連接于上位機(jī)單元140，上位機(jī)單元140電性連接于中央控制單元150，中央控制單元150與數(shù)據(jù)采集單元110、光源單元120及掃描控制單元130均電性連接。
[0028]數(shù)據(jù)采集單元110預(yù)掃描待測(cè)樣品并獲得熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，上位機(jī)單元140采集熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，中央控制單元150根據(jù)上位機(jī)單元140發(fā)送的掃描參數(shù)，生成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元110、光源單元120及掃描控制單元130的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣品的掃描成像。
[0029]具體地，掃描參數(shù)包括掃描速度、采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間、放電時(shí)間、激光強(qiáng)度及PMT增益，上位機(jī)單元140根據(jù)熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)采用下述優(yōu)化模型計(jì)算所述掃描參數(shù):
[0030]maxKPI= a SNR+ ^ N+y I71+ 0 V2
[0031]其中，a、3、Y、0為各個(gè)指標(biāo)的影響因子，KPI為優(yōu)化目標(biāo)，SNR為圖像信噪比評(píng)價(jià)，N為掃描速度指標(biāo)，L為激光強(qiáng)度指標(biāo)，其中，掃描速度指標(biāo)N與像素積分時(shí)間成反比，采樣點(diǎn)數(shù)* (像素積分時(shí)間+放電時(shí)間)=掃描速度'SNR= I (Tint) *F，I (Tint)為像素積分時(shí)間對(duì)信噪比的影響，F(xiàn)為熒光強(qiáng)度，F(xiàn) = K(j5L(l-e^bc), K為儀器常數(shù)，$為熒光量子產(chǎn)率，e是樣品的克分子消光系數(shù)，b為樣品池的光徑長(zhǎng)度，c為樣品濃度，所述V為電壓適配指標(biāo)，所述電壓適配指標(biāo)V代表所述數(shù)據(jù)采集卡的電壓量程與最大信號(hào)電壓值的差值。
[0032]具體地，a、0、Y、0代表各個(gè)指標(biāo)的影響因子，即在優(yōu)化問題求解中，更看重哪個(gè)因素。比如，當(dāng)P、Y不變的情況下，增大a的值，則優(yōu)化問題的結(jié)果會(huì)使得采樣的SNR提高，而更少的考量成像速度和激光強(qiáng)度對(duì)熒光物質(zhì)的損傷，優(yōu)選地，a、^為正值。yL—1表征激光對(duì)熒光物質(zhì)的損傷的懲罰 項(xiàng)，故Y應(yīng)為負(fù)值，因?yàn)榧す庠綇?qiáng)，能激發(fā)的熒光也越強(qiáng)，但是強(qiáng)激光容易使熒光物質(zhì)失去再次被激發(fā)的特性，所以，激光強(qiáng)度應(yīng)在一個(gè)合理的范圍。此分量的目的就在于此，此處L—1可以選擇更合理的激光對(duì)熒光物質(zhì)傷害的表征函數(shù)。
[0033]可以理解，通過電壓適配指標(biāo)V可以讓積分后的信號(hào)電壓范圍落在數(shù)據(jù)采集單元110的最佳量程范圍內(nèi)。
[0034]請(qǐng)參閱圖2，圖2為激光強(qiáng)度指標(biāo)L與熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)的曲線圖，可以理解，在熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)已知的情況下，通過兩者之間的曲線關(guān)系可以得到激光強(qiáng)度指標(biāo)L ；即在激光較弱階段，熒光強(qiáng)度與激光強(qiáng)度呈線性關(guān)系，但隨著激光強(qiáng)度增大，有的熒光物質(zhì)失去被激發(fā)的能力，即公式中的c降低，使得激光強(qiáng)度的繼續(xù)提升不能得到更高的熒光強(qiáng)度?？梢岳斫?，激光強(qiáng)度指標(biāo)L與熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)相關(guān)，越強(qiáng)的激光能激發(fā)出更強(qiáng)的熒光，但是激光強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，熒光強(qiáng)度受樣本本身熒光物質(zhì)的約束，熒光光強(qiáng)不能繼續(xù)增強(qiáng)；且強(qiáng)激光容易使熒光物質(zhì)發(fā)生漂白作用，不利于多次成像
[0035]可控積分器呈現(xiàn)出與積分時(shí)間相關(guān)的低通濾波器的特性。而PMT的輸出信號(hào)中脈沖式的噪聲頻譜可以近似為單位沖擊函數(shù)的頻譜，而可控積分器的低通特性可以有效的濾除噪聲的高頻分量。近似的，如果增加一倍Tint，則探測(cè)信號(hào)中的噪聲分量將減半。請(qǐng)參閱圖3，圖3為像素積分時(shí)間與信噪比的關(guān)系圖，其中，曲線I表示的光強(qiáng) > 曲線2表示的光強(qiáng)>曲線3表不的光強(qiáng)。
[0036]可以理解，通過上述優(yōu)化模型可以得到最優(yōu)的KPI，而最優(yōu)的KPI對(duì)應(yīng)于上述一套掃描參數(shù)，中央控制單元150根據(jù)掃描參數(shù)，生成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元110、光源單元120及掃描控制單元130的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待測(cè)樣品的掃描成像，從而得到信噪比滿意的掃描成像圖像，提高了圖像成像質(zhì)量。
[0037]具體地，中央控制單元150接收上位機(jī)單元140發(fā)送的激光強(qiáng)度并根據(jù)激光強(qiáng)度控制光源單元120發(fā)射相應(yīng)的激光強(qiáng)度。
[0038]具體地，中央控制單元150接收上位機(jī)單元140發(fā)送的掃描速度并根據(jù)掃描速度控制掃描控制單元130驅(qū)動(dòng)掃描振鏡的運(yùn)動(dòng)。
[0039]具體地，中央控制單元150接收上位機(jī)單元140發(fā)送的采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間并根據(jù)采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間控制數(shù)據(jù)采集單元110生成相應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間。
[0040]可以理解，通過電壓適配指標(biāo)V可以讓積分后的信號(hào)電壓范圍落在數(shù)據(jù)采集單元110的最佳量程范圍內(nèi)。
[0041]進(jìn)一步地，光源單元120包括激光器組121和聲光可調(diào)諧濾光器122，中央控制單元150控制激光器組121對(duì)光源光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整及控制聲光可調(diào)諧濾光器122對(duì)激光進(jìn)行選通和強(qiáng)度調(diào)制?？梢岳斫?，中央控制單元150接收上位機(jī)單元140發(fā)送的激光強(qiáng)度控制激光器組121及聲光可調(diào)諧濾光器122對(duì)激光進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
[0042]進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)采集單元110包括數(shù)據(jù)采集卡111、PMT112和信號(hào)調(diào)理電路113，數(shù)據(jù)采集卡111采集熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，PMTl 12采集熒光信號(hào)，信號(hào)調(diào)理電路113包括信號(hào)放大模塊(圖未示)和像素時(shí)間積分模塊(圖未示)，中央控制單元150控制數(shù)據(jù)采集卡111生成采樣點(diǎn)數(shù)，控制PMT112的增益，控制信號(hào)放大模塊的放電時(shí)間和控制像素時(shí)間積分模塊的像素積分時(shí)間。可以理解，中央控制單元150接收上位機(jī)單元140發(fā)送的采樣點(diǎn)數(shù)、PMT增益、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間并根據(jù)采樣點(diǎn)數(shù)、PMT增益、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間控制數(shù)據(jù)采集卡111生成相應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)、控制PMT112的增益、控制像素時(shí)間積分模塊的像素積分時(shí)間及信號(hào)放大模塊的放電時(shí)間。
[0043]進(jìn)一步地，掃描振鏡為X-Y掃描振鏡131?？梢岳斫?，中央控制單元150接收上位機(jī)單元140發(fā)送的掃描速度并根據(jù)掃描速度控制掃描控制單元130驅(qū)動(dòng)X-Y掃描振鏡131的運(yùn)動(dòng)。
[0044]本發(fā)明提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)100通過上位機(jī)單元140采集熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，中央控制單元150根據(jù)上位機(jī)單元140發(fā)送的掃描參數(shù)，生成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元110、光源單元120及掃描控制單元130的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣品的掃描成像，從而得到信噪比滿意的掃描成像圖像，提高了圖像成像質(zhì)量。
[0045]另外，本發(fā)明提供的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)100可以在獲得滿意信噪比圖像的前提下，盡量避免激光強(qiáng)度過大對(duì)樣本熒光物質(zhì)的影響，有利于對(duì)樣本同一區(qū)域進(jìn)行多次掃描和獲得更快的掃描速度。
[0046]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集單元、光源單元、掃描控制單元、上位機(jī)單元及中央控制單元，所述數(shù)據(jù)采集單元電性連接于所述上位機(jī)單元，所述上位機(jī)單元電性連接于所述中央控制單元，所述中央控制單元與所述數(shù)據(jù)采集單元、光源單元及掃描控制單元均電性連接； 所述數(shù)據(jù)采集單元預(yù)掃描待測(cè)樣品并獲得熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，所述上位機(jī)單元采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)并根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算所述成像系統(tǒng)的掃描參數(shù)，所述中央控制單元根據(jù)所述上位機(jī)單元發(fā)送的所述掃描參數(shù)，生成對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元、光源單元及掃描控制單元的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待測(cè)樣品的掃描成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描參數(shù)包括掃描速度、采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間、放電時(shí)間、激光強(qiáng)度及PMT增益，所述上位機(jī)單元根據(jù)所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)采用下述優(yōu)化模型計(jì)算所述掃描參數(shù):
maxKPI = a SNR+ ^ N+y L-1+ 0 V2 所述a、0、Y、0為各個(gè)指標(biāo)的影響因子，所述KPI為優(yōu)化目標(biāo)，所述SNR為圖像信噪比評(píng)價(jià)，所述N為掃描速度指標(biāo)，所述L為激光強(qiáng)度指標(biāo)，其中，所述掃描速度指標(biāo)N與所述像素積分時(shí)間成反比，所述采樣點(diǎn)數(shù)* (所述像素積分時(shí)間+所述放電時(shí)間)=所述掃描速度―1，所述SNR= I (Tint)*F，所述I (Tint)為所述像素積分時(shí)間對(duì)信號(hào)比的影響，所述F為熒光強(qiáng)度，所述F = K(tL(l-e-Ebc;)，所述K為儀器常數(shù)，所述為熒光量子產(chǎn)率，所述e是樣品的克分子消光系數(shù)，所述b為樣品池的光徑長(zhǎng)度，所述c為樣品濃度，所述V為電壓適配指標(biāo)，所述電壓適配指標(biāo)V代表所述數(shù)據(jù)采集卡的電壓量程與最大信號(hào)電壓值的差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或 2所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制單元接收所述上位機(jī)單元發(fā)送的激光強(qiáng)度并根據(jù)所述激光強(qiáng)度控制所述光源單元發(fā)射相應(yīng)的激光強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制單元接收所述上位機(jī)單元發(fā)送的掃描速度并根據(jù)所述掃描速度控制所述掃描控制單元驅(qū)動(dòng)掃描振鏡的運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制單元接收所述上位機(jī)單元發(fā)送的采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間并根據(jù)所述采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間控制所述數(shù)據(jù)采集單元生成相應(yīng)的采樣點(diǎn)數(shù)、像素積分時(shí)間及放電時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光源單元包括激光器組和聲光可調(diào)諧濾光器，所述中央控制單元控制所述激光器組對(duì)光源光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整及控制所述聲光可調(diào)諧濾光器對(duì)激光進(jìn)行選通和強(qiáng)度調(diào)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括數(shù)據(jù)采集卡、PMT和信號(hào)調(diào)理電路，所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，所述PMT采集熒光信號(hào)，所述信號(hào)調(diào)理電路包括信號(hào)放大模塊和像素時(shí)間積分模塊，所述中央控制單元控制所述數(shù)據(jù)采集卡生成采樣點(diǎn)數(shù)，所述中央控制單元控制所述PMT的增益，所述中央控制單元控制所述信號(hào)放大模塊的放電時(shí)間，所述中央控制單元控制所述像素時(shí)間積分模塊的像素積分時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光掃描共焦顯微鏡成像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描振鏡為X-Y掃描 振鏡。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK103616760SQ201310612507
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】黃維, 張運(yùn)海, 高飛, 薛曉君 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所