荧光显微成像系统的原理及构成

荧光(yíngguāng)显微成像系统的原理及构成第一页，共24页。原理(yuánlǐ)普通光学显微镜通过普通光源的照明观察标本荧光显微镜利用一定(yīdìng)波长的光，激发显微镜下标本内的荧光物质，使之发射荧光第二页，共24页。什么(shénme)是荧光？物质吸收的短波光，发射出的长波光特点：荧光波长>激发光波长荧光强度(qiángdù)<<激发光强度(qiángdù)有不同程度的衰减第三页，共24页。荧光(yíngguāng)显微镜的特点光源能供给大量特定波长范围的激发光，使受检标本内的荧光物质能获得必要强度的激发光具备相应(xiāngyīng)的滤光镜系统。第四页，共24页。荧光(yíngguāng)显微镜的种类透射(tòushè)式落射式第五页，共24页。目镜(mùjìng)吸收(xīshōu)滤色镜物镜(wùjìng)暗场聚光镜激发滤色镜汞灯透射荧光显微镜原理图标本第六页，共24页。汞灯激发(jīfā)滤色镜分色镜吸收(xīshōu)滤色镜物镜

标本落射荧光(yíngguāng)显微镜原理图第七页，共24页。透射式汞灯光源激发滤色镜暗场(ànchǎng)聚光镜吸收滤色镜落射式汞灯光源(guāngyuán)激发滤色镜分色镜吸收滤色镜荧光显微镜的主要(zhǔyào)部件第八页，共24页。各部件(bùjiàn)介绍光源多采用200W的超高压汞灯作光源提供激发光（紫外和蓝紫光）滤色系统激发滤色镜：选择激发光的波长(bōcháng)吸收滤色镜：透过荧光，阻挡杂光（完全阻挡激发光通过）＞B透过(tòuɡuò)＜B

阻挡T%T%nm第九页，共24页。分色镜反射激发光，透过荧光暗场聚光镜来自下面(xiàmian)光源的光线经过暗场聚光镜，形成了横过显微镜视野而不进入物镜的强烈光束。因此视野是暗的＞A透过(tòuɡuò)＜A反射(fǎnshè)T%第十页，共24页。物镜(wùjìng)各种物镜(wùjìng)均可应用，但最好使用消色差的物镜(wùjìng)提高荧光图像的亮度，应使用镜口率大的物镜(wùjìng)目镜在荧光显微镜中多用低倍目镜，如5×和6.3×第十一页，共24页。荧光图像的记录(jìlù)方法荧光显微镜所看到的荧光图像具有：形态学特征和荧光的颜色、亮度判断(pànduàn)结果时，必须将二者结合起来综合判断(pànduàn)

记录结果：主观指标（即工作者目力观察）客观指标（细胞分光光度计、图像分析仪等）第十二页，共24页。荧光(yíngguāng)显微摄影技术由于荧光很易减弱(jiǎnruò)褪色，要及时摄影记录结果，所以荧光显微镜摄影技术对于记录荧光图像十分必要。因紫外光对荧光猝灭作用大，所以曝光速速度太慢，就不能将荧光图像拍摄下来。一般研究型荧光显微镜都有半自动或全自动显微镜摄影系统装置，或用CCD与计算机连接，将图像存在计算机硬盘上。第十三页，共24页。CCD主要功能：光信号转电信号电信号转成数字信号配合计算机形成(xíngchéng)影像第十四页，共24页。CCD概念(gàiniàn)CCDChargedCoupledDevice:电荷耦合元件大量的独立的光敏元件排列在一起每个光敏元件称为像素像素图像的基本(jīběn)单位：最小的视觉显示单位.第十五页，共24页。CCD结构(jiégòu)及工作原理CCD结构感光二极管（Photodiode）并行信号寄存器（ShiftRegister）-用于暂时(zànshí)储存感光后产生的电荷串行信号寄存器（TransferRegister）-用于暂时(zànshí)储存并行寄存器的模拟信号并将电荷转移放大信号放大器-用于放大微弱电信号数摸转换器-将放大的电信号转换成数字信号第十六页，共24页。隔行传输式（InterlineTransfer）-感光元件产生电信号-电荷转移到并行寄存器-电荷从并行寄存器转移到串行寄存器-串行寄存器将电信号转到模拟(mónǐ)寄存器-放大、数摸转换、数字信息快速-暴光和数据读出可同时进行可采用软件控制的电子快门工作动态范围小CCD种类(zhǒnglèi)-传输方式第十七页，共24页。全帧（FullFrame）-感光元件(yuánjiàn)产生电信号-电荷转移到串行寄存器-放大、数摸转换、数字信息动态范围宽信噪比高分辨率高成像速度慢必须借助机械快门控制暴光量CCD种类(zhǒnglèi)-传输方式第十八页，共24页。全转（FullFransfer）-综合FullFrame和InterlineTransfer特点，在器件上划分感光区和寄存区-暴光和数据转移可以同时进行保证单位(dānwèi)像素上的感光面积保证了拍摄速度CCD种类(zhǒnglèi)-传输方式第十九页，共24页。CCD种类(zhǒnglèi)-扫描方式面阵或面扫描（AreaArrays）：可以在一次曝光中以任意快门速度捕捉(bǔzhuō)动体，创建二维的影像主要应用在高阶数码相机、监视器和摄录像机等第二十页，共24页。CCD种类-扫描(sǎomiáo)方式线阵或线扫描（LinearArrays）：排成一排的像素构成，逐行扫描成像（获取彩色图像时，为了分别(fēnbié)得到RGB三基色的信息，需要扫描三次，每次对应一种颜色）适合获取静态图像，分辨率高第二十一页，共24页。CCD种类-扫描(sǎomiáo)方式三线（Tri-LinearSensor）：排成三排的像素构成，每一排对应一种基色（RGB）

不用扫描三次(sāncì)，且能得到很高的分辨率和色域第二十二页，共24页。-放大、数摸转换、数字信息吸收(xīshōu)滤色镜图像的基本(jīběn)单位：最小的视觉显示单位.的荧光物质，使之发射荧光＜A反射(fǎnshè)来自下面(xiàmian)光源的光线经过暗场聚光镜，形成并行信号寄存器（ShiftRegister）CCD结构(jiégòu)及工作原理CCD种类(zhǒnglèi)-传输方式CCD种类-扫描(sǎomiáo)方式荧光显微镜所看到的荧光图像具有：透射(tòushè)式（获取彩色图像时，为了分别(fēnbié)得到RGB