【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及檢測，尤其涉及一種單分子熒光光譜成像裝置及其校準方法。
技術介紹
1、單分子熒光技術已應用于多種研究，如追蹤動力蛋白的運動、解析細胞中核酸和蛋白質的空間分布和組織、以及監測生物分子構象變化并探究其生理功能等。單分子熒光技術被專利技術時，最初曾被用作光譜分析工具，但是目前卻更多地利用熒光強度進行測量，而非熒光光譜。不過，單分子熒光光譜在近期的研究中再次受到關注，因為其蘊含的分子光譜特征具有諸多的潛在應用場景，包括用于超分辨成像和dna測序的低串擾多色熒光檢測、化學反應路徑分析、以及細胞微環境的極性和粘度監測。因此，開發一種簡單易用的光譜單分子熒光檢測裝置至關重要。
2、現有的單分子熒光光譜成像裝置通常需要兩條光路，分別記錄成像模式和光譜模式的圖像，為此，需要使用雙物鏡和雙相機，導致成本較高；或者將一個相機的視場平均分成兩半，導致視場范圍縮小。
3、另外，傳統的單分子熒光光譜測量裝置通常集成了色散組件，例如光柵或棱鏡，在單分子熒光檢測光路中加入光柵或棱鏡，會引入圖像畸變，導致視場內不同位置的波長像素關系有差異。因此，在大視場范圍內同時測量多個熒光分子的光譜時，測量精度會顯著降低。此外，為了校準波長像素關系，傳統方法通常需要使用多個波長的激光器作為單色光源，這不僅增加了成本，還帶來了損壞相機的風險。
技術實現思路
1、有鑒于此，為解決上述問題之一，本專利技術實施例的目的是提供一種單分子熒光光譜成像裝置及其校準方法，能夠在全視場范圍內提高測量精度、減低
2、一方面，本專利技術實施例提供了一種單分子熒光光譜成像裝置，包括光闌、第一透鏡、第一反射鏡模塊、色散棱鏡、第二反射鏡模塊、第二透鏡和相機，所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊可同時移入或移出光路；若所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移入光路，入射光線依次經過所述光闌、所述第一透鏡、所述第一反射鏡模塊、所述色散棱鏡、所述第二反射鏡模塊和所述第二透鏡后，在所述相機成像；若所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移出光路，入射光線依次經過所述光闌、所述第一透鏡和所述第二透鏡后，在所述相機成像。
3、可選地，所述光闌包括二維可調孔。
4、可選地，所述光闌與所述相機滿足共軛關系。
5、可選地，所述成像裝置還包括光源、濾光塊和物鏡，所述光源發出的光依次經過所述濾光塊和所述物鏡到達被測樣本，以使所述被測樣本發出熒光，所述熒光經過所述濾光塊形成入射光線。
6、實施本專利技術實施例包括以下有益效果：單分子熒光光譜成像裝置包括光闌、第一透鏡、第一反射鏡模塊、色散棱鏡、第二反射鏡模塊、第二透鏡和相機，第一反射鏡模塊和第二反射鏡模塊可同時移入或移出光路；若第一反射鏡模塊和第二反射鏡模塊同時移入光路，入射光線依次經過光闌、第一透鏡、第一反射鏡模塊、色散棱鏡、第二反射鏡模塊和第二透鏡后，在相機成像；若第一反射鏡模塊和第二反射鏡模塊同時移出光路，入射光線依次經過光闌、第一透鏡和第二透鏡后，在相機成像，通過第一反射鏡模塊和第二反射鏡模塊移入或移出光路，在成像模式和光譜模式之間切換，無需使用雙物鏡或雙相機，減低成本，同時，成像模式和光譜模式均包含全視場范圍，從而實現單個相機全視場范圍、高通量的單分子光譜測量，提高測量精度。
7、另一方面，本專利技術實施例提供了一種單分子熒光光譜成像裝置的校準方法，應用于上述的成像裝置，包括：
8、將所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移出光路，獲取微球的第一圖像，并根據所述第一圖像確定所述微球的第一空間位置坐標；
9、將所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移入光路，獲取微球的第一光譜條帶，根據所述第一光譜條帶確定第一參考坐標；
10、根據所述第一空間位置坐標和所述第一參考坐標確定第一校準系數。
11、實施本專利技術實施例包括以下有益效果：單分子熒光光譜成像裝置的校準過程中，首先，將第一反射鏡模塊和第二反射鏡模塊同時移出光路，獲取微球的第一圖像，并根據第一圖像確定微球的第一空間位置坐標，即獲得成像模式下的坐標，然后，將第一反射鏡模塊和第二反射鏡模塊同時移入光路，獲取微球的第一光譜條帶，根據第一光譜條帶確定第一參考坐標，即獲取光譜模式下的坐標，最后，根據第一空間位置坐標和第一參考坐標確定第一校準系數，從而能夠校正圖像畸變，實現了全視場范圍內的光譜數據采集，可以糾正圖像失真，使得整個視場內的光譜測量結果具有較高的均一性，提高光譜測量精度。
12、可選地，所述方法還包括：
13、將所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移出光路，獲取微球的第二圖像，并根據所述第二圖像確定所述微球的第二空間位置坐標；
14、將所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移入光路，獲取微球的第二光譜條帶，根據所述第二光譜條帶確定光強峰或光強谷的中心坐標；
15、根據所述第二空間位置坐標和所述第一校準系數確定第二參考坐標，并根據所述中心坐標與所述第二參考坐標確定像素偏移量；
16、根據光強峰或光強谷的中心波長和所述像素偏移量確定第二校準系數。
17、實施本專利技術實施例包括以下有益效果：采用微球發出的熒光作為入射光線，結合多通道濾光塊，以根據第二光譜條帶確定光強峰或光強谷的中心坐標與校準后的第二參考坐標確定像素偏移量，根據第二光譜條帶中光強峰或光強谷的中心波長和像素偏移量確定第二校準系數，將像素精確地映射到波長，并且不需要使用多個激光器作為波長像素關系校準的參考，成本更低，并且最大限度地降低了相機損壞的風險。
18、可選地，所述根據所述第一空間位置坐標和所述第一參考坐標確定第一校準系數，包括：
19、將所述第一參考坐標作為第一因變量，將所述第一空間位置坐標作為第一自變量；
20、根據所述第一因變量、所述第一自變量和預設的第一多項式進行擬合，確定第一校準系數。
21、可選地，所述根據光強峰或光強谷的中心波長和所述像素偏移量確定第二校準系數，包括：
22、將所述光強峰或光強谷的中心波長作為第二因變量，將所述像素偏移量作為第二自變量；
23、根據所述第二因變量、所述第二自變量和預設的第二多項式進行擬合，確定第二校準系數。
24、可選地，所述根據所述中心坐標與所述第二參考坐標確定像素偏移量，包括：
25、分別計算若干個光強峰或光強谷的中心坐標與所述第二參考坐標之間的若干個差值；
26、將若干個所述差值的平均值確定為像素偏移量。
27、另一方面，本專利技術實施例提供了一種單分子熒光光譜成像裝置的校準裝置，包括：
28、至少一個處理器；
29、至少一個存儲器，用于存儲至少一個程序；
30、當所述至少一個程序被所述至少一個處理器執行，使得所述至少一個處理器實現上述的方法。
31、實施本專利技術實施例包括以下有益效果：單分子熒光光本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，包括光闌、第一透鏡、第一反射鏡模塊、色散棱鏡、第二反射鏡模塊、第二透鏡和相機，所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊可同時移入或移出光路；若所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移入光路，入射光線依次經過所述光闌、所述第一透鏡、所述第一反射鏡模塊、所述色散棱鏡、所述第二反射鏡模塊和所述第二透鏡后，在所述相機成像；若所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移出光路，入射光線依次經過所述光闌、所述第一透鏡和所述第二透鏡后，在所述相機成像。
2.根據權利要求1所述的單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，所述光闌包括二維可調孔。
3.根據權利要求1所述的單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，所述光闌與所述相機滿足共軛關系。
4.根據權利要求1所述的單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，所述成像裝置還包括光源、濾光塊和物鏡，所述光源發出的光依次經過所述濾光塊和所述物鏡到達被測樣本，以使所述被測樣本發出熒光，所述熒光經過所述濾光塊形成入射光線。
5.一種單分子熒光光譜成像裝置的校準方法，其特征在于，應
6.根據權利要求5所述的校準方法，其特征在于，所述方法還包括：
7.根據權利要求5所述的校準方法，其特征在于，所述根據所述第一空間位置坐標和所述第一參考坐標確定第一校準系數，包括：
8.根據權利要求6所述的校準方法，其特征在于，所述根據光強峰或光強谷的中心波長和所述像素偏移量確定第二校準系數，包括：
9.根據權利要求6所述的校準方法，其特征在于，所述根據所述中心坐標與所述第二參考坐標確定像素偏移量，包括：
10.一種單分子熒光光譜成像裝置的校準裝置，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，包括光闌、第一透鏡、第一反射鏡模塊、色散棱鏡、第二反射鏡模塊、第二透鏡和相機，所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊可同時移入或移出光路；若所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移入光路，入射光線依次經過所述光闌、所述第一透鏡、所述第一反射鏡模塊、所述色散棱鏡、所述第二反射鏡模塊和所述第二透鏡后，在所述相機成像；若所述第一反射鏡模塊和所述第二反射鏡模塊同時移出光路，入射光線依次經過所述光闌、所述第一透鏡和所述第二透鏡后，在所述相機成像。
2.根據權利要求1所述的單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，所述光闌包括二維可調孔。
3.根據權利要求1所述的單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，所述光闌與所述相機滿足共軛關系。
4.根據權利要求1所述的單分子熒光光譜成像裝置，其特征在于，所述成像裝置還包括光源...
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