两维荧光光谱技术及最佳光谱分辨率设计.pdfVIP

第24卷第3期 深绸大学学报瑷王版 V01．24No。3 ANDENGINEERING 2007 2007年7月 JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITYSCIENCE July 文章编专：1000-2618(2007)03—0252—05 两维荧光光谱技术及最佳光谱分辨率设计 刘立新1”，王 磊1，屈军乐1，林子扬1，刘文清2，牛憨笨1 (1．深绸大学光电工程学院，深圳518060；2．中国科学院安徽光学精密税械研究所，合鼹230031) 摘要：研究和发展了一种两维荧光光谱测量及成像技术，讨论获得两维空间离散点的最佳光谱分辨率 的方法。该技术以棱镜色散艨理为基础，剥雳微透镜簿期实现对样品的离散化照暖，充分发挥光学系统霉有的 并行处理能力，实规了在一个面阵探测器上同时记录两维空间的荧光光谱图像．与逐点扫描方法相比，该技术 的扫描效率随激发点数线性提高，具有快速测量、高空间和高光谱分辨的特点，可用于生物医学领域． 关键词：荧光光谱技术；光谱分辨率；棱镜；微透镜黪7,t；生物医学 43 中圈分类号：TH74；O 文献标识码：A 光学方法在生命科学发展史上占有重要的地 光谱，光谱分辨率取决于滤光片类型，成像系统每 位，其主要优点是空间分辨率可以达到亚细胞层 次只能得到一个分立光谱段的信息，要对多个荧光 次，且能够进行无损、在体组织测量和辅助诊断． 团进行测量就需要多次成像；方法②使用光栅或棱 激光诱导荧光法楚最常援的光学功麓减豫方法之 镜作为色散元件，是对全光谱的连续分光，已经用 LSM510 一¨。』．由于荧光的发射波长和光谱斯托克斯频移 于激光扫描共焦显馓镜．如Zeiss META使 TCSSP2 可能会产生有关化学的和环境的特定信息，因此光 用光栅作为色散元件，Leica AOBS使用棱 谱测量具有良好的分子对比性秘多参登性，可包含 镜作为色散元件。 丰富的分子结构与微空问环境信息，能够反映各种 目前，科技的发展以及研究领域的扩展对生物 代谢过程和病变．在生物学和医学中，荧光光谱成 医学测量提出了越来越高的要求：一方面需要进行 豫可定鐾测量物体酶光谱信号，通豢耀予醑究活体 大量静光谱空闯分布溅釜，另一方嚣还需要实时、 细胞的结构和动态过程一寺』，并能够辅助鉴别恶性 快速测量，以保证生物样品的活性．因为很多样品 肿瘤细胞和确定手术边界曲J，为发展非侵人性研究 尤其是活细胞，其光谱信号随生命的进程可能是变 静诊断工具提供了机会． 化酶，敖对越类祥是的快速光谱检溅是毫誊常必要 光谱成像是利用图像的形式记录物体随空间位 的．为实现快速、连续的光谱测量和成像，我们发 置的不同光谱分布发生的变化，利用该技术可以以 展了一种两维空问荧光光谱测餐和成像的光学系 高的光谱分辨率获得图像中每一像素点处的光谱分 统，并设计了获得两维空闻离散点的最佳光谱分辨 布。5卜8|．光谱图像的建立方法通常有：①以不同率的方法．该技术采用微透镜阵列作为空问离散元 光谱带顺序记录一系列两维宽场图像生成光谱分辨 件对样品离散化照明，棱镜作为色散元件，实现了 的两维图像；②对一个空闷点或一条线采集整个 在一个面障探测器上记录两维空闻的光谱图像，器p 发射光谱，然后通过在石一y平面的依次空问扫描得 三维(戈，Y，A)信息．然后通过两维空间精密微位 到光谱分辨两维图像．这两种光谱成像