【实验目的】

同时采集待测样品的荧光图像与荧光光谱。

 

  【主要实验用具】

用具名称	型号	数量	主要参数
光谱仪	DL-FOSC-2000-1000	1	工作波段200-1000 nm，动态范围8000：1，信噪比800：1。
短波红外相机	DL-SCAM-656×520-137-5	1	波长范围400-1700 nm，像元5 μm，分辨率 656×520。
显微物镜	DL-MMSOL-10x-0.3-95-PLNAPO-NIR	1	波长范围400-1064 nm，放大倍率10X，分辨率 1μm，焦距20 mm。
光学镜头	DL-FA-MIPS110-F50	1	焦距50 mm，光圈范围2.8-16 最大靶面/像面 Ø17.6 mm/1.1＂。
光路系统	集成光学元件与光机件	1	波长、高度、焦距等

 

  【原理概述】

荧光成像是一种广泛应用于生物医学、材料科学等领域的成像技术，其核心原理基于荧光现象：某些物质（荧光团）吸收特定波长的光（激发光）后，电子跃迁到高能态，随后通过辐射跃迁返回基态时发射出更长波长的光（荧光）。因此需要激发光源用以提供特定波长的激发光（如激光、LED或汞灯），需要与荧光团的吸收光谱匹配；滤光片用以过滤激发光并传输荧光信号；荧光标记物，可为有机染料、荧光蛋白以及量子点等，用以发射荧光信号；相机用以对荧光光斑成像；光谱仪用以分析荧光峰位信号。

图1 光路实物与演示图

1、405 nm激光源用以激发源，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、螺纹固定式光学调整架、光纤准直器转接件以及405 nm激光器组成；

2、反射405 nm激光源并与1构成光路调节组，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、顶丝固定式光学调整架以及平面反射镜(Ag)组成；

3、反射405 nm激光源并透射来自5产生的荧光信号，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、顶丝固定式光学调整架、45°反射镜安装座以及长波通二向色镜组成；

4、将405 nm激光聚焦于待测样品表面并收集来自样品所发射的荧光信号，由转接板、水平位移台、接杆筒、光学接杆、笼板以及显微物镜组成；

5、待测样品，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、滤光片支架以及待测样品组成；（本实验购买的为荧光染料涂板）

6、将荧光信号分束分别用以成像与光谱，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、顶丝固定式光学调整架、45°反射镜安装座以及分光片组成；

7、对空间传输的荧光光斑成像，由磁力底座压板接杆筒、光学接杆、短波红外相机以及光学镜头组成；

8、反射荧光信号至光纤耦合，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、顶丝固定式光学调整架以及平面反射镜(Ag)组成；

9、聚焦来自8反射的荧光于10光纤口，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、螺纹环透镜安装座以及球面透镜组成；

10、接收来自9聚焦的荧光信号，由带磁力底座压板接杆筒、光学接杆、XY轴光学调整架、法兰转接件以及光纤组成；（光纤耦合至光谱仪）

 

【实验操作】

1、在暗室环境下打开激光源，光路定高并借助白板调整光路空间传输效果如图1演示效果，确保空间传输荧光入射至相机光学镜头以及光谱仪光纤耦合口；

2、连接相机与光谱仪数据线并打开软件，可初步观测软件显示界面成像与光谱效果，并根据成像与光谱效果可进一步微调光路；

3、调节组件4调节成像区域至所需要大小；

4、扣除光谱仪背景信号，确保采集信号非饱和；

5、记录成像与光谱信号，可重复3-5次。