南京航空航天大学自动化学院生物医学工程系, 江苏 南京 211106
传统荧光显微成像技术以荧光强度为成像对比度,在获取生物分子位置和浓度信息中具有重要作用,为分子层面的生物医学研究提供了成像工具。而偏振作为荧光的另一重要特性,可以在另一维度提供分子的方向和结构信息,已被广泛应用于荧光偏振显微成像技术中。除此之外,荧光偏振调制也可以通过增强荧光图像稀疏性进而增强图像对比度来获取超分辨尺度的生物分子的位置和方向信息。从物理基础、技术原理、基本实现装置和生物应用等方面,总结了基于荧光偏振特性的不同荧光偏振调制成像技术在分子方向结构成像、超分辨显微成像以及二者的结合方面的发展概况,并对该技术未来的发展方向进行了展望。
荧光偏振显微成像 偏振调制 超分辨显微 线性二向色性 荧光各向异性 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2400006
北京大学工学院生物医学工程系, 北京 100871
随着荧光探针的出现,超分辨成像技术发展迅速,多种不同的超分辨显微技术产生并得到广泛应用。超分辨成像技术的发展为生命科学领域的研究提供了极大便利,也越来越受到研究者的重视。由于传统超分辨显微成像技术在成像速度、观察视野范围、系统成本等方面仍存在一定的限制,新型超分辨显微成像技术的发展让研究人员再次看到超分辨成像领域的曙光。介绍了近年来出现的几种新型超分辨成像技术,包括膨胀样品超分辨技术、表面增强超分辨技术和荧光偏振超分辨技术,旨在总结这些新型超分辨技术的发展,为生命科学领域提供新的技术参考。
成像系统 超分辨显微 膨胀样品超分辨 表面增强超分辨 荧光偏振超分辨 激光与光电子学进展
2018, 55(3): 030006
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对荧光偏振免疫分析仪对光源的需求，提出使用发光二极管(LED)作为激发光源并设计了口径小、结构紧凑且准直度高的配光系统。根据LED 的发光特性，采用折射自由曲面和反射自由曲面组合的方式实现对光源的准直。利用几何光学理论建立光源与目标面之间的关系方程确定面型参数。仿真分析结果表明，对1 mm×1 mm LED面光源可以实现发散角为±2.4°的准直照明，系统能量利用率可达85%以上。实现了结构紧凑、准直性能高的设计目标，为荧光偏振免疫分析仪激发光学系统的小型化提供了一种有效的设计方案。
光学设计 非成像光学 荧光偏振免疫分析仪 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 112204
南开大学现代光学研究所， 光学信息技术教育部重点实验室， 天津 300071
将固体表面荧光法和荧光偏振测量相结合，直接利用固体粉末进行荧光偏振检测，研究了维生素B2固体粉末的荧光偏振度及其特性。实验结果表明，维生素B2固体粉末的荧光偏振度受激发光入射角影响；当样品粉末紧密度大于0.6667时，紧密度不会对荧光偏振度产生影响。在激发光入射角为45°条件下其荧光偏振度为0.4178。该结果为使用维生素B2水溶液进行荧光偏振检测的结果的1.42倍。对维生素B2固体粉末连续进行6 h照射激发，其荧光偏振度检测结果在误差范围内保持稳定。
光谱学 荧光偏振 固体粉末 维生素B2
1 西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710032
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
3 第四军医大学全军基因诊断研究所, 陕西 西安 710032
基于荧光偏振理论, 设计了一套HBV多聚酶基因检测光学系统。该光学系统包括荧光激发系统和荧光检测系统。使用荧光激发系统对激发样品产生荧光, 由荧光检测系统对荧光进行水平和垂直两个方向的荧光强度检测, 从而获得荧光的偏振度。通过更换该套系统中的滤光片可实现对400～550nm范围内的样品荧光偏振度的检测。运用该光学系统进行了临床实验, 结果表明, 系统测试方法具有简单易行、灵敏度高、精确可靠、抗干扰能力强的特点。
荧光偏振 基因检测 光学设计 fluorescence polarization HBV HBV gene detection optical design
