一种应用于上转换的小动物荧光成像装置的制作方法

本实用新型属于医学成像技术领域，具体涉及一种应用于上转换的小动物荧光成像装置。

背景技术：

随着荧光探针技术的发展，生物荧光成像技术凭借着其快速、无损伤、直观、灵敏度高等特点得到了广泛的应用，尤其是在临床诊断治疗和生命医学研究等领域。生物荧光成像技术高度依赖于荧光探针，荧光探针在生物荧光成像中的作用是对被检测物进行跟踪和标记。

上转换荧光是利用稀土离子丰富的电子能级结构，通过连续吸收多个光子和能量转移，将低能量光辐射转换成高能量光辐射的过程。稀土发光材料作为一种新型的荧光探针，凭借着其具有的光化学稳定性好、发射带窄、寿命长、Stokes位移大等优点，在生物荧光成像方面得到了高度关注。其中稀土上转换荧光纳米材料，采用近红外激光器作激发光源，有效减小紫外激发光源对细胞或组织的损伤，具有较强的光穿透能力，同时生物分子对红外光几乎没有吸收，避免了生物组织的背景荧光干扰，在生物细胞与活体荧光成像应用方面引起了研究者的高度关注。

目前荧光成像的仪器主要是针对传统的荧光染料(如罗丹明、FITC、CY5等)，这些染料的激发光波长大都在可见光的范围内，而上转换荧光成像的激发光范围多在近红外区域，因此，无法满足上转换荧光试剂的需要，且现有小动物成像装置，无法实现对小动物的固定。现有装置无法实现小动物的实时麻醉，在实验的过程中，小鼠常常会苏醒过来，导致实验中断。

技术实现要素：

本实用新型的目的是建立一种应用于上转换的小动物荧光成像装置，它可以实现对上转换荧光物质在小动物体内进行的实时监测，并对小动物体内的病变部位进行准确定位。

本实用新型专利是通过下述技术方案实现的：

一种应用于上转换的小动物荧光成像装置，包括机体箱、两个激光器、主控计算机，以及安装在机体箱内的荧光检测装置和小动物固定装置：

所述的荧光检测装置，包括CCD相机、滑轨和安装板，CCD相机通过数据线或者电源线与主控计算机相连接：所述的滑轨，安装于机箱体内部的背面壁的垂直方向上，CCD相机的背面安装有相应的滑轨装置从而使CCD相机在滑轨上下滑动；所述的安装板上设有3个安装孔，安装孔上放置滤光片；所述的安装板的侧面安装有一根能够沿水平方向左右移动安装板的转换杆；所述的CCD相机的摄像头沿着滑轨上下滑动、转换杆拉动安装板沿水平方向左右移动，从而使摄像头与滤光片位于同一位置；

所述的小动物固定装置包括底座I，底座II，两个Y型固定装置，可装载小动物的、内部中空的圆柱体：所述的底座I为机体箱的基部底座，其上设有凹槽；所述的底座II，底部设有能在底座I的凹槽滑动的装置，从而使底座II沿着底座I的凹槽前后滑动；所述的底座II上沿着前后方向设有两排限位孔，所述的两个Y型固定装置的末端安装于同一行限位孔上；所述的圆柱体放置于Y型固定装置顶部的Y字口处；

所述的小动物固定装置位于荧光检测装置的正下方；

所述的荧光检测装置通过数据线或者电源线与主控计算机相连接；

所述的两个激光器分别位于机体箱的左右两侧，激光器上连接有光纤，光纤的末端连接有扩束镜、且扩束镜位于机体箱内部；所述的扩束镜的口部朝向所述的圆柱体。

优选的，所述的底座I的凹槽的边缘设有刻度I，所述的底座II的边缘设有刻度II，刻度I和刻度II相匹配。

优选的，所述的限位孔的边缘设有不同的编号，所述Y型固定装置根据需要选择安装在不同的限位孔内。

优选的，所述圆柱体，一端开放，一端封闭，扩束镜的口部朝向开放的一端，封闭的一端设有圆形小孔；所述的圆柱体的上部设有开关；所述的圆柱体内部设有能够移动的限定阀。

优选的，所述圆柱体，壁厚为2-3mm，内径为25-35mm，由聚碳酸酯材料制成；所述的圆柱体14能够在Y型固定装置上进行旋转。

优选的，所述的应用于上转换的小动物荧光成像装置还包括盛装麻醉剂的容器，位于机体箱外部体壁上；所述的容器通过硅胶管从所述的圆形小孔与圆柱体连通。

优选的，所述的机体箱的正面体壁上设有观察窗。

优选的，所述的容器的上方设有盖子，容器内装有脱脂棉。

优选的，所述的硅胶管上设有检测开关。

优选的，所述激光器发射的激光的波长为980nm。

本实用新型的使用方法：本实用新型专利设有小动物固定器，将小动物固定装置取出，打开圆柱体的上端的开关将小动物放入，推动圆柱体内的限定阀限制小动物的活动区域，将硅胶管上的检测开关打开，使得容器中的麻醉剂进入圆柱体内，对小动物进行麻醉；打开计算机，通过CCD相机对小动物进行观察，选择合适的限位孔调节小动物固定装置位置，使得小动物出现在整个CCD相机的视野中央，调节CCD相机的位置，使其通过在滑轨上滑动改变相机与实验动物的距离，得到最佳拍摄位置，拉动滤光镜转换手柄，选择合适的滤光片，开始对小动物进行成像，成像的过程中，工作人员可以通过观察口对小动物进行观察。

本实用新型的有益效果是：本实用新型专利将激发光源进行改进，满足了上转换成像对于激发波长的要求，并且本实用新型专利对小动物固定装置进行设计改造，在实验过程中可以实现对小动物的固定以及实时麻醉，大大加快了实验进程。

附图说明

图1为本实用新型装置的外部结构示意图；

图2为本实用新型装置的内部结构示意图；

图3为本实用新型装置的小动物固定装置的结构示意图；

图4为本实用新型装置的Y型固定装置的结构示意图；

附图标记：1、机体箱；2、激光器；3、主控计算机；4、CCD相机；5、滑轨；6、安装板；7、转换杆；8、安装孔；9、滤光片；10、底座I；11、底座II；12、Y型固定装置；13、限位孔；14、圆柱体；15、开关；16、限定阀；17、容器；18、硅胶管；19、光纤；20、扩束镜；21、观察窗；22、检测开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

一种应用于上转换的小动物荧光成像装置，包括机体箱1、两个激光器2、主控计算机3，以及安装在机体箱内的荧光检测装置和小动物固定装置；如图1-4所示：

所述的荧光检测装置，包括CCD相机4、滑轨5和安装板6，CCD相机通过数据线或者电源线与主控计算机相连接，CCD相机可用来采集成像照片，同时对成像结果进行实时监测，将采集到的图像传递到主控计算机进行处理；所述的滑轨，安装于机箱体内部的背面壁的垂直方向上，CCD相机的背面安装有相应的滑轨装置从而使CCD相机在滑轨上下滑动，以寻找最佳拍摄角度，对实验对象更好地采集图像；所述的安装板上设有3个安装孔8，安装孔上放置滤光片9；所述的安装板的侧面安装有一根能够沿水平方向左右移动安装板的转换杆7；所述的CCD相机的摄像头沿着滑轨上下滑动、转换杆拉动安装板沿水平方向左右移动，从而使摄像头与滤光片位于同一位置；滤光片放置于CCD相机前，通过水平移动转换杆选择合适的滤光片，满足不同的实验条件，以此可以减小实验误差；装置多个滤光片可以对非发射光进行过滤，以减少样品、仪器自发光等荧光的干扰；

所述的小动物固定装置包括底座I 10，底座II 11，两个Y型固定装置12，可装载小动物的、内部中空的圆柱体14：所述的底座I为机体箱的基部底座，其上设有凹槽；所述的底座II，底部设有能在底座I的凹槽滑动的装置，从而使底座II沿着底座I的凹槽前后滑动；所述的底座II上沿着前后方向设有两排限位孔13，所述的两个Y型固定装置的末端安装于同一行限位孔上；所述的圆柱体放置于Y型固定装置顶部的Y字口处；

所述的小动物固定装置位于荧光检测装置的正下方；

所述的荧光检测装置通过数据线或者电源线与主控计算机相连接；

所述的两个激光器分别位于机体箱的左右两侧，激光器上连接有光纤19，光纤的末端连接有扩束镜20、且扩束镜位于机体箱内部；扩束镜20可以将激光的光斑进行扩大，使得激光光束可以将整个小动物进行覆盖。

本实用新型专利中，所述的底座I 10的凹槽的边缘设有刻度I，所述的底座II 11的边缘设有刻度II，刻度I和刻度II相匹配，以便能准确判断小动物固定装置的移动位置，在成像时可以对固定装置的水平位置进行记录。

本实用新型专利中，所述的限位孔13的边缘设有不同的编号，所述Y型固定装置12根据需要选择安装在不同的限位孔内。

本实用新型专利中，所述圆柱体14，一端开放，一端封闭，扩束镜的口部朝向开放的一端，封闭的一端设有圆形小孔；所述的圆柱体的上部设有开关15，打开开关15将小动物放入圆柱体14，可以打开关闭该开关15经消毒后为实验小动物提供干净、无菌的环境，为裸鼠等特殊的实验动物提供一个良好的实验条件；所述的圆柱体内部设有能够移动的限定阀16。

本实用新型专利中，所述圆柱体14，壁厚为2-3mm，内径为25-35mm，由聚碳酸酯材料制成，对440-1000nm波长的光衰减小于30％，以减少非实验条件的干扰，同时圆柱体14可以进行旋转，方便对小动物腹部、腋下、背部等特定位置进行成像。

本实用新型专利中，还包括盛装麻醉剂的容器17，容器通过硅胶管18从圆形小孔与圆柱体连通，麻醉剂可以通过硅胶管管道进入圆柱体对小动物进行麻醉。

本实用新型专利中，所述的机体箱1的正面体壁上优选设有观察窗21，成像的过程中，工作人员可以通过观察窗对小动物进行观察。

本实用新型专利中，所述的容器17的上方设有盖子，防止乙醚等麻醉剂挥发；容器内装有脱脂棉，用来吸附一些液体的麻醉剂。

本实用新型专利中，所述的硅胶管18上设有检测开关22，检测开关22可以及时检测麻醉剂进入的量，防止麻醉剂过量造成实验小动物的死亡。

本实用新型专利中，所述激光器2发射的激光的波长为980nm。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。