光片熒光顯微用一層光束薄片從側(cè)面激發(fā)樣品,并在垂直于光片的方向上用顯微物鏡和相機(jī)拍攝樣品熒光圖像,通過(guò)軸向掃描光片或移動(dòng)樣品逐面成像,獲取不同深度處的層析圖像并實(shí)現(xiàn)樣品三維信息重構(gòu)。與共聚焦顯微技術(shù)相比,光片熒光顯微因具有三維層析成像速度快、光漂白弱和光毒性小等優(yōu)點(diǎn)成為了生命科學(xué)領(lǐng)域中重要的三維成像工具。目前光片熒光顯微系統(tǒng)大多使用高斯型光片場(chǎng),大視場(chǎng)觀測(cè)需以犧牲圖像質(zhì)量和軸向分辨率為代價(jià)。掃描貝塞爾光束生成的光片雖然能擴(kuò)大觀測(cè)視場(chǎng),但它的同心環(huán)狀旁瓣會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的離焦背景,降低圖像信噪比和軸向分辨率。如何在不損失軸向分辨率的前提下擴(kuò)大光片熒光顯微成像系統(tǒng)的觀測(cè)視場(chǎng)是光片熒光顯微技術(shù)中亟待解決的問(wèn)題。本文提出并生成了貝塞爾光束的互補(bǔ)光束,分別掃描貝塞爾光束和互補(bǔ)光束拍攝熒光圖像,取其強(qiáng)度差值可以得到去除離焦背景的熒光圖像,從而實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨率、大觀測(cè)視場(chǎng)的熒光三維顯微成像。本文主要研究工作包含以下幾方面:1、設(shè)計(jì)并優(yōu)化了貝塞爾光束的互補(bǔ)光束。針對(duì)貝塞爾光片旁瓣激發(fā)離焦背景的問(wèn)題構(gòu)想出一種貝塞爾光束的互補(bǔ)光束,其掃描光片場(chǎng)恰好是貝塞爾光片的旁瓣部分。研究了貝塞爾光束和馬丟光束等無(wú)衍射光束頻... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

綠色熒光蛋白結(jié)構(gòu)與種類(lèi)(a)綠色熒光蛋白1GFL的結(jié)構(gòu)圖，來(lái)自TheProteinDataBank(PDB)(b)綠色熒光蛋白和紅

[7]Figure 1.2 Schematic of Confocal Laser Scanning Microscope從圖1.2c可知，層析能力提高的CLSM技術(shù)仍不能實(shí)現(xiàn)各向同性的分辨率。與 CLSM 技術(shù)濾除離焦背景信號(hào)的思路相比，另一種相反方案是抑制離焦部分熒光蛋白發(fā)射熒光。這正是受激發(fā)射抑制（Stimulated Emission Depletion，STED）技術(shù)的構(gòu)想[8]。用高強(qiáng)度的紅外 STED 光同步照射被激發(fā)光斑照明的區(qū)域，被激發(fā)處于S1能級(jí)的熒光蛋白因?yàn)樵?STED光的作用下受激輻射發(fā)出紅外光回到 S0能級(jí)的過(guò)程壓過(guò)了自發(fā)輻射發(fā)出熒光的過(guò)程而不能發(fā)出熒光。通過(guò)構(gòu)造 STED 光的空間分布可以使其構(gòu)成一個(gè)中空的分布，即中間部分不會(huì)誘發(fā)熒光蛋白受激輻射，中間仍發(fā)出熒光；外圍由于受激輻射的作用熒光發(fā)射被抑制。加大 STED 光的光強(qiáng)，其對(duì)熒光的抑制作用會(huì)進(jìn)一步向中空區(qū)域收縮，最終導(dǎo)致只有超越衍射極限級(jí)別的球形區(qū)域才能發(fā)出熒光。另一種基于點(diǎn)掃描三維成像技術(shù)為雙光子激光掃描熒光顯微技術(shù)[9-10]。相比于單光子的線性激發(fā)

第一章 緒論處于基態(tài)的熒光蛋白需要連續(xù)（0.5 飛秒之內(nèi)）吸收兩個(gè)能量相同的光子實(shí)現(xiàn)躍遷，且兩個(gè)能級(jí)的能量差要?jiǎng)偤玫扔趦蓚�(gè)光子的能量之和。之后熒光蛋白經(jīng)過(guò)非輻射的弛豫過(guò)程后自發(fā)輻射出一個(gè)熒光光子回到基態(tài)。若要觀察到該過(guò)程，需要用飛秒激光器發(fā)出的高功率紅外脈沖光激發(fā)熒光蛋白。


本文編號(hào)：3341310