分为两束光路，并分别发射到CCD相机和三通道光电倍增管模块处，从而能够通过三通道 光电倍增管模块采集荧光信号中的红、绿、蓝三原色，最终与CCD相机采集的图像结合，生 成符合人眼习惯的彩色超分辨图像。另外，由于光电倍增管的采集速度较快，因此本发明的 彩色超分辨成像装置的成像速度较快。由于光电倍增管对采集信号有倍增效果，因此本发 明的彩色超分辨成像装置还适用于微弱的荧光信号检测，而无需提高激发光的功率来增强 荧光信号。可见，本发明解决了当前的二次扫描超分辨显微技术中，存在的信号采集速率和 效率较低的问题。
[0079] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。
[0080] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一 流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算 机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理 器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生 可以实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 的装置。
[0081] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
[0082] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供可以实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图 一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0083] 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种彩色超分辨成像装置，用于对待测样品进行显微成像，其特征在于，所述装置包 括激光发射器、第一二向色镜、分光镜、CCD相机以及三通道光电倍增管模块； 所述激光发射器发射激发光至所述第一二向色镜，所述第一二向色镜将所述激发光反 射至待测样品上，以激发所述待测样品的荧光团发出荧光，所述荧光具有荧光信号；所述荧 光信号经过所述第一二向色镜到达所述分光镜；所述分光镜将所述荧光信号分为第一束光 路和第二束光路；所述第一束光路发射至所述CCD相机，采集超分辨图像；所述第二束光路 发射至所述三通道光电倍增管模块，分别采集红颜色通道图像、绿颜色通道图像和蓝颜色 通道图像。2. 根据权利要求1所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述三通道光电倍增管 模块包括：第二二向色镜、第一滤光片、第一光电倍增管、第三二向色镜、第二滤光片、第二 光电倍增管、第三滤光片、第三光电倍增管； 所述第二束光路发射至所述第二二向色镜分光出红色荧光；所述红色荧光经所述第一 滤光片进行滤光后，被所述第一光电倍增管采集，产生所述红颜色通道图像； 所述第二束光路分光出红色荧光的剩余部分光路发射至所述第三二向色镜，分光出蓝 色荧光和绿色荧光；所述蓝色荧光经所述第二滤光片进行滤光后，被所述第二光电倍增管 采集，产生所述蓝颜色通道图像；所述绿色荧光经所述第三滤光片进行滤光后，被所述第三 光电倍增管采集，产生所述绿颜色通道图像。3. 根据权利要求2所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述第一滤光片为中心 波长在692. 3nm至696. 3nm之间的窄带滤光片；所述第二滤光片为中心波长在428nm至 432nm之间的窄带滤光片；所述第三滤光片为中心波长在541. 5nm至545. 5nm之间的窄带 滤光片。4. 根据权利要求1所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述装置还包括在所述 激光发射器和所述第一二向色镜之间设置的衰减片；所述激光发射器发射激发光至所述衰 减片进行强度衰减，再发射到所述第一二向色镜处。5. 根据权利要求1所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述装置还包括依次设 置于所述第一二向色镜和所述待测样品之间的激发振镜、第一扫描透镜、镜筒透镜和第一 物镜； 经所述第一二向色镜反射的激发光照射在所述激发振镜上，经所述激发振镜改变方向 后进入所述第一扫描透镜、所述镜筒透镜和所述第一物镜，到达所述待测样品处； 待测样品的荧光团发出的荧光依次经过所述第一物镜、镜筒透镜、第一扫描透镜、激发 振镜到达所述第一二向色镜。6. 根据权利要求1所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述装置还包括依次设 置于所述第一二向色镜和所述分光镜之间的第四滤光片、第二物镜、针孔以及第三物镜； 所述荧光通过所述第一二向色镜到达所述第四滤光片进行滤光，消除荧光中的杂散信 号，并保留荧光中的所述荧光信号； 进行滤光后的所述荧光信号依次经过所述第二物镜、针孔和第三物镜，到达所述分光 镜。7. 根据权利要求1所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述装置还包括依次设 置于所述分光镜和所述CCD相机之间的二次扫描振镜和第二扫描透镜； 所述第一束光路发射至所述二次扫描振镜后，再经过所述第二扫描透镜聚焦到所述 CCD相机处，以采集超分辨图像。8. 根据权利要求1所述的彩色超分辨成像装置，其特征在于，所述分光镜为30:70分光 镜；所述30:70分光镜将所述荧光信号分为第一束光路和第二束光路；所述第一束光路为 所述荧光信号的30%部分，所述第二束光路为所述荧光信号的70%部分。9. 一种彩色超分辨成像方法，应用于权利要求1-8任一项所述的彩色超分辨成像装 置，其特征在于，所述方法包括： 将激光发射器发射的激发光经过第一二向色镜反射至待测样品上，以激发待测样品的 荧光团发出荧光；其中，所述荧光具有荧光信号； 将所述荧光信号经过所述第一二向色镜到达分光镜； 通过所述分光镜将所述荧光信号分为第一束光路和第二束光路； 将所述第一束光路发射至CCD相机，通过所述第一束光路采集超分辨图像； 将所述第二束光路发射至三通道光电倍增管模块，通过所述第二束光路分别采集红颜 色通道图像、绿颜色通道图像和蓝颜色通道图像； 将所述红颜色通道图像、绿颜色通道图像和蓝颜色通道图像分别与所述超分辨图像进 行矩阵点乘，分别生成红颜色超分辨图像、绿颜色超分辨图像和蓝颜色超分辨图像； 将所述红颜色超分辨图像、绿颜色超分辨图像和蓝颜色超分辨图像经过矩阵相加运 算，生成彩色超分辨图像。10. 根据权利要求9所述的彩色超分辨成像方法，其特征在于，将所述第二束光路发射 至三通道光电倍增管模块，通过所述第二束光路分别采集红颜色通道图像、绿颜色通道图 像和蓝颜色通道图像，包括： 将所述第二束光路发射至第二二向色镜分光出红色荧光，并将所述红色荧光经过第一 滤光片进行滤光，再由第一光电倍增管采集，产生所述红颜色通道图像； 将所述第二束光路分光出红色荧光的剩余部分光路发射至第三二向色镜，分光出蓝色 荧光和绿色荧光； 将所述蓝色荧光经过第二滤光片进行滤光，再由第二光电倍增管采集，产生所述蓝颜 色通道图像； 将所述绿色荧光经过第三滤光片进行滤光，再由第三光电倍增管采集，产生所述绿颜 色通道图像。
【专利摘要】本发明提供了一种彩色超分辨成像装置及方法，涉及显微成像技术领域。该方法包括：将待测样品的荧光信号经过第一二向色镜到达分光镜分为第一束光路和第二束光路；将第一束光路发射至CCD相机，采集超分辨图像；将第二束光路发射至三通道光电倍增管模块，分别采集红、绿、蓝三种颜色通道图像；将红、绿、蓝三种颜色通道图像分别与超分辨图像进行矩阵点乘，分别生成红颜色超分辨图像、绿颜色超分辨图像和蓝颜色超分辨图像；将红颜色超分辨图像、绿颜色超分辨图像和蓝颜色超分辨图像经过矩阵相加运算，生成彩色超分辨图像。本发明解决了当前的二次扫描超分辨显微技术存在的信号采集速率和效率较低的问题。
【IPC分类】G01N21/64
【公开号】CN105136756
【申请号】CN201510514146
【发明人】郑炜, 陈龙超
【申请人】深圳先进技术研究院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月20日