基于光片显微技术的荧光寿命成像研究

论文摘要

荧光成像技术作为获取生物信息的有效手段,一直是生命科学、医药学等研究领域不可或缺的重要工具。随着生物医学研究的深入,普通的荧光强度成像所能获取的结构信息已经无法满足需求。为了更好地理解生命活动、疾病发展甚至药物作用的机理,科研工作者更趋向于在生物样品上获取包含功能信息在内的更全面的生理特性。光片显微和光学投影层析作为介观光学领域两种最主要的成像技术在近年来获得了广泛的研究与应用。然而,很少有研究涉及到数值化地分析这两种技术之间成像特性的差异,以及量化它们各自的优势和局限性。在本论文的工作中,提出了空间分辨率的数值分析以及通过实验表征来描述标准光片显微系统和光学投影层析系统之间的差异。对生物医学样品进行成像,分析两种技术在不同尺寸成像样品之间的应用性能。门控成像法是荧光寿命成像中的主要技术之一,相比其它寿命成像技术,具有较快的成像速度和较强的可扩展性。而荧光强度成像中,光片显微技术光漂白小、成像质量高。构建基于光片显微技术的门控荧光寿命显微成像系统,既可以具备光片显微技术的优势又可以结合门控成像测量寿命的特点,对于开展多维度荧光成像的应用研究具有重要意义。在基于光片显微和光学投影层析比较分析基础上,本论文选择光片成像技术,搭建了基于光片显微的荧光寿命成像系统并进行生物成像应用研究。主要内容包括构建光片显微成像系统,并通过成像分析比较了使用两种不同方式产生光片的区别;编写系统硬件操控labview程序平台;对系统的仪器响应函数、空间分辨率、渐晕效应以及调制传递函数进行分析测量,完成系统的定标与测试;以及利用荧光寿命成像开展小鼠肿瘤生物组织样品等相关的生命医学应用研究。最终搭建了一套完整的光片显微荧光寿命成像系统,并通过应用测试证明了该系统的可靠性和可用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 本论文的主要工作
• 第2章 荧光成像
•   2.1 荧光的产生机制
•   2.2 荧光成像
•     2.2.1 强度分辨成像
•     2.2.2 光谱分辨成像
•     2.2.3 时间分辨荧光成像
•   2.3 荧光寿命成像
•     2.3.1 宽场频域荧光寿命成像
•     2.3.2 时间相关单光子计数
•     2.3.3 宽场门控荧光寿命成像
•     2.3.4 荧光寿命成像的应用发展
•   2.4 三维介观荧光成像技术
•     2.4.1 光学投影层析成像技术
•     2.4.2 光片显微成像技术
•   2.5 本章小结
• 第3章 光片显微成像系统
•   3.1 光片显微成像系统构建与分析
•     3.1.1 选择平面照明成像系统
•     3.1.2 扫描光片成像系统
•   3.2 LSFM与OPT的比较
•   3.3 本章小结
• 第4章 基于光片显微的荧光寿命成像系统
•   4.1 系统的设计与搭建
•   4.2 系统软件编程控制
•   4.3 系统测试与定标
•     4.3.1 仪器响应函数
•     4.3.2 空间分辨率
•     4.3.3 渐晕效应
•     4.3.4 调制传递函数
•   4.4 本章小结
• 第5章 应用研究
•   5.1 成像样品制备
•     5.1.1 生物样品组织获取
•     5.1.2 光学透明化处理
•   5.2 基于光片显微的荧光强度成像
•   5.3 基于光片显微的荧光寿命成像
•   5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘昂

导师: 陈玲玲

关键词: 光片显微,光学投影层析,门控法,荧光寿命

来源: 深圳大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学,生物学

单位: 深圳大学

分类号: O439;Q-334

总页数: 65

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