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顯微熒光高光譜成像系統(tǒng)

細胞學(xué)和病理學(xué)研究，通常是用肉眼或使用顯微鏡測試細胞、組織或器官標本，研究它們受疾病影響時發(fā)生的變化。通過專業(yè)的顯微鏡， 相機和成像軟件系統(tǒng)提供特別適合病理研究應(yīng)用的解決方案。熒光測量對許多生物學(xué)（葉綠素和類胡蘿卜素）、生物醫(yī)學(xué)（病變的熒光診斷） 和環(huán)境監(jiān)測是必要的測量手段。對于大多數(shù)熒光應(yīng)用來說，產(chǎn)生的熒光能量只相當(dāng)于激發(fā)光能量的3% 左右。熒光的光子能量比激發(fā)光的光子能量要?。ㄋ圆ㄩL要長），而且一般都是散射光（在各個方向上輻射能量）。

在顯微高光譜應(yīng)用中，內(nèi)置了照明和濾光片用于獲取目標的顯微熒光成像及熒光光譜信息，激發(fā)某一特定波長的光來激發(fā)樣本，進而使樣本產(chǎn)生相應(yīng)的熒光信號，其顯微鏡的結(jié)構(gòu)、光路、光源進行相應(yīng)的設(shè)計以滿足不同的應(yīng)用需求，熒光顯微鏡非常適用于測量和分析各種光波長的吸收和激發(fā)。內(nèi)置熒光顯微鏡設(shè)置利用平板分光器將照明器的光源轉(zhuǎn)折至平行光學(xué)路徑，從機械的角度來說，此設(shè)置的復(fù)雜程度低于其他數(shù)字視頻顯微鏡系統(tǒng)。與大多數(shù)光學(xué)系統(tǒng)一樣，此系統(tǒng)同樣具備了傳感器、光學(xué)組件以及受檢測物體。

受檢測物體可以包括物體如生物樣品、植物或昆蟲、玻璃或金屬材料，以進行檢測或作為檢測目標。

設(shè)備結(jié)構(gòu)說明

組成部件：LED、激光、汞燈（100W HBO超高壓球型汞燈）、氙燈（光源選配）、濾光片組、光波導(dǎo)（選配）、熒光濾光片組、熒光顯微鏡、不同倍率的物鏡（平場熒光物鏡：5×,10×,20×,40×, 100×），GaiaField 系列高光譜相機光譜范圍（400-800nm、400-1000nm、900- 1700nm）、輔助光源、系統(tǒng)支架等。

A. GaiaField系列高光譜相機

GaiaField-V10E/N17E 高光譜相機、無需外置掃描結(jié)構(gòu)；利用GaiaField 系列產(chǎn)品中的內(nèi)置推掃結(jié)構(gòu)完成圖像的掃描成像工作。利用筆記本電腦或者臺式機直接對GaiaField 相機進行控制， 完成數(shù)據(jù)的采集、校準等流程。如需實現(xiàn)大面樣品掃描成像和拼接可選配外置精密電控二維掃描平臺配合GaiaField 系列相機來完成。

氙燈光源：

光譜范圍：250nm-2500nm; 激發(fā)濾光片：可選；

熒光濾光片：可選；

圖 氙燈光源類型

反射熒光照明光源：數(shù)字式汞燈電源控制盒， 寬電壓90~245VAC ；進口OSRAM 100W 直流汞燈；

圖 汞燈特征光譜

LED 光源：350nm~600nm 波段不同功率的LED 光源及組合體。

四波長高功率LED 光源(ThORLABS) 適用于需要多達4 個波長光源的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的非LED 光源( 如鹵素?zé)艉蜌怏w放電燈) 相比，這些四波長光源具有許多優(yōu)勢，例如更高的信噪比( 由于窄帶寬發(fā)射)、更好的穩(wěn)定性、更長的使用壽命、更低的更換成本、無需循環(huán)維護的簡單操作、以及無需主動冷卻或熱過濾( 由于最小化熱負載)。

圖 LED Spectra

C. 激發(fā)濾光片的選擇

激發(fā)濾光片是放置于熒光顯微鏡的照明路徑內(nèi)。其目的是只允許熒光激發(fā)波長峰值周圍的窄帶波長通過。

D. 發(fā)射濾光片的選擇

發(fā)射濾光片是放置于熒光顯微鏡的成像路徑內(nèi)。其目的是用于過濾受檢測熒光團的整個激發(fā)能量范圍，以及透射該熒光團的發(fā)射能量范圍。發(fā)射濾光片能讓樣品產(chǎn)生的所需熒光到達探測系統(tǒng)，同時阻擋不必要的激發(fā)光。與激發(fā)濾光片類似，這種濾光片只讓熒光發(fā)射波長峰值周圍的窄帶波長的光通過。

E. 二向色性濾光片（分光器）

二向色性濾光片或分光器是以45°角放置于激發(fā)濾光片與發(fā)射濾光片之間。其目的是用于將激發(fā)信號反射至受檢測的熒光團， 然后將發(fā)射信號透射至檢測設(shè)備。理想的二向色性濾光片或分光器應(yīng)能夠在*大反射率和*大透射率之間迅速過渡，激發(fā)濾光片帶寬的理想反射率為>95%，而發(fā)射濾光片帶寬的理想透射率為>90%。選擇濾光片時，應(yīng)該將熒光團的相交波長(λ) 考慮在內(nèi)，以確保獲得*低雜散光和*高信噪比的熒光圖像。

汞弧燈產(chǎn)生的光線即使在紫外線、可見光譜范圍內(nèi)連續(xù)，集中在365nm,400nm,440nm,546nm 和580nm 的離散波長。從紫外線到紅外線，氙燈在整個光譜范圍內(nèi)具有更均勻的強度分布。熒光染料的選擇對于確定熒光顯微鏡的適當(dāng)光源至關(guān)重要。一些熒光探針具有與突出的水銀線重合的激發(fā)帶，而其他熒光探針受益于氙燈的更均勻分布的照射。

圖 顯微鏡結(jié)構(gòu)說明