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用透明氧光器件進(jìn)行發(fā)光壽命成像
（文獻(xiàn)部分內(nèi)容摘抄）
利用平面光學(xué)透鏡對(duì)二維溶質(zhì)分布進(jìn)行成像已成為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的重要工具。多用途和靈活的成像系統(tǒng)(既能進(jìn)行發(fā)光強(qiáng)度成像，又能進(jìn)行壽命成像)的發(fā)展，使平面氧光透鏡得到了各種應(yīng)用。然而，大多數(shù)應(yīng)用的光器件，是不透明的。它們要么在感測(cè)層中含有用于增強(qiáng)信號(hào)的散射粒子，要么含有用于將信號(hào)與周圍光分離的光學(xué)絕緣層。由于模塊化發(fā)光壽命成像系統(tǒng)(MOLLI)可實(shí)現(xiàn)發(fā)光壽命的成像，我們使用透明的平面氧光學(xué)元件同時(shí)研究氧的二維分布和導(dǎo)致這種分布的結(jié)構(gòu)。這可以通過使用發(fā)光強(qiáng)度圖像或不同光譜照明來進(jìn)行結(jié)構(gòu)成像，以及使用發(fā)光壽命圖像來進(jìn)行氧分布成像。
由于氧氣的分布在不同的空間尺度上起著關(guān)鍵的作用，我們提出了透明光學(xué)器件在各種生物系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)果:(a)珊瑚砂沉積物樣本應(yīng)用程序:分辨率約為每像素50微米):(b)以藍(lán)藻為共生體的地衣(內(nèi)窺鏡應(yīng)用:分辨率約為每像素15~62.5um)和(c)對(duì)以硅藻為共生體的有孔蟲(顯微鏡應(yīng)用:分辨率約為每像素3.8微米)。結(jié)果表明性能和透明光器件的應(yīng)用的一些限制。其他可能的應(yīng)用領(lǐng)域，不限于海洋環(huán)境進(jìn)行了討論。
如圖所示。該成像系統(tǒng)由一個(gè)快速可選通CCD相機(jī)一臺(tái)PC和一個(gè)觸發(fā)控制器組成。應(yīng)用相關(guān)部分由被調(diào)查樣品和平面光器件組成，激發(fā)光源(出光)，是指將光傳輸?shù)焦怆姌O(直接或通過光導(dǎo))，并將發(fā)出的光傳輸?shù)紺CD芯片(大透鏡、內(nèi)窺鏡、顯微鏡)，以及必要時(shí)的光學(xué)過濾器。
成像系統(tǒng)：
發(fā)光壽命成像與傳統(tǒng)的發(fā)光強(qiáng)度成像相比有兩大優(yōu)勢(shì)。如果圖像中存在不必要的發(fā)光貢獻(xiàn)，例如生物樣品中的葉綠素?zé)晒?，則該方法可以很好地增強(qiáng)對(duì)比度并進(jìn)行背地抑制。如果背景發(fā)光的衰減時(shí)間不同于感興趣的發(fā)光指示器，則有可能通過終生成像來分離這兩個(gè)信號(hào)。此外，終生成像并不依賴于由于不均勻照明、光漂白(如果變化發(fā)生得并不比圖像記錄得快)或可變指示劑濃度和無校準(zhǔn)的傳感應(yīng)用而產(chǎn)生的強(qiáng)度變化都可以實(shí)現(xiàn)。近期發(fā)表的模塊化發(fā)光壽命成像系統(tǒng)包括一個(gè)熱電-三流冷卻CCD攝像機(jī)，快門速度=500ns(pco.flim型號(hào)，德國/ ExcelitasPCO 公司)，一個(gè)控制PC和一個(gè)外部觸發(fā)單元。壽命成像，壽命對(duì)應(yīng)相位延遲比和強(qiáng)度成像是該系統(tǒng)的選項(xiàng)。我們應(yīng)用脈沖門(或快速壽命測(cè)定)方法來記錄表示發(fā)光衰減曲線光的整體部分的圖像。
激發(fā)光源、用于激發(fā)和發(fā)射的適當(dāng)光學(xué)過濾器平面光極以及將傳感器成像到CCD芯片的光學(xué)器件被認(rèn)為是成像系統(tǒng)的面向應(yīng)用的部分。
發(fā)光壽命成像與透明平面氧光學(xué)器件的組合在生物應(yīng)用中提供了二維氧分布與被調(diào)查樣品圖像的結(jié)構(gòu)信息之間的直接聯(lián)系。在早期與光學(xué)隔離的氧光學(xué)器件的應(yīng)用中，這種關(guān)系必須通過額外的實(shí)驗(yàn)來確定，如在沉積物表面沉積的氧清除劑顆粒引起的二維分布中零氧生成點(diǎn)的出現(xiàn)。本文的結(jié)果證明了系統(tǒng)在各種空間分辨率的應(yīng)用中的高靈活性。
然而，研究結(jié)果也揭示了透明光器件應(yīng)用的一些局限性。這是由于平面光學(xué)器的透明度并不局限于感興趣的光信號(hào)。激發(fā)光到達(dá)樣品，即使是樣品的一般照明光也可能到達(dá)樣品中在自然條件下沒有照明的部分?？赡墚a(chǎn)生的人工制品主要發(fā)生在需要研究和考慮光合活性生物系統(tǒng)的應(yīng)用中解決方案可以在優(yōu)化的設(shè)置(額外的快門)或優(yōu)化的指示器中找到，這些指示器允許生物體不那么有效地吸收激發(fā)波長。
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