(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210741968.4 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 中国科学院苏州生物医学工程 技术 研究所 地址 215163 江苏省苏州市高新区科技城 科灵路88号 (72)发明人 李敏　周镇乔　王艳　贾宏博　 王斯博　吕晶　陈月岩　 (74)专利代理 机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 1 1369 专利代理师 杨明霞 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 在体荧光光子信号增强收集器 (57)摘要 本发明公开了一种在体荧光光子信号增强 收集器， 包括： 物镜、 同轴设置在物镜上的安装支 架、 设置在安装支架上的至少一个安装单元、 设 置在安装单元上的光纤束、 第一PMT探测器、 第二 PMT探测器以及加法器； 光纤束中的所有光纤的 收集端汇聚于物镜的下端入口的外周， 物镜的下 端入口收集的荧光信号到达第一PMT探测器， 光 纤束中所有光纤的收集端收集的荧光信号到达 第二PMT探测器， 第一PMT探测器和第二PMT探测 器输出的信号经过加法器相加后作为最终的荧 光探测信号输出。 本发明提供的一种在体荧光光 子信号增强收集器， 在不改变常规双光子显微镜 结构的情况上， 能够在很大程度上提高仅仅配置 单个物镜的双光子 显微镜系统的荧 光收集效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115046975 A 2022.09.13 CN 115046975 A 1.一种在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 包括： 物镜、 同轴设置在所述物镜 上的安装支架、 设置在所述安装支架上 的至少一个安装单元、 设置在所述安装单元上 的光 纤束、 第一PMT探测器、 第二PMT探测器以及加法器； 所述光纤束中的所有光纤的收集端汇聚于所述物镜的下端入口的外周， 所述物镜的下 端入口收集的荧光信号到达所述第一PMT探测 器， 所述光纤束中所有光纤的收集端收集的 荧光信号到达所述第二PMT探测器， 所述第一PMT探测器和第二PMT探测器输出的信号经过 所述加法器相加后作为 最终的荧 光探测信号输出。 2.根据权利要求1所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述安装支架的 中部开设有用于同轴设置所述物镜的物镜安装孔。 3.根据权利要求2所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述安装单元包 括倾斜开设在所述安装支架上且整体呈锥形分布在所述物镜孔外周的若干光纤安装孔， 所 述光纤配合固定在所述光纤安装孔内， 且固定在同一个安装单元上的所有光纤的收集端以 相同的倾 斜角汇聚于所述物镜的下端入口 的外周。 4.根据权利要求3所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述光纤为多模 光纤。 5.根据权利要求4所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述光纤为塑料 多模光纤或石英玻璃多模光纤。 6.根据权利要求1所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述安装支架上 还开设有用于安装电极的安装槽 。 7.根据权利要求1所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述物镜和第 一 PMT探测器之间还设置有第一耦合透 镜。 8.根据权利要求1所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述光纤束和第 二PMT探测器之间还设置有第二耦合透 镜。 9.根据权利要求1 ‑8中任意一项所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所 述安装支架上设置有一个安装单 元， 所述加法器为两路加法器。 10.根据权利要求1 ‑8中任意一项所述的在体荧光光子信号增强收集器， 其特征在于， 所述安装支架上沿轴向间隔设置有两个安装单 元， 所述加法器为 三路加法器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115046975 A 2在体荧光 光子信号增强收集器 技术领域 [0001]本发明涉及双光子显微成像技术领域， 特别涉及 一种在体荧光光子信号增强收集 器。 背景技术 [0002]双光子成像技术是基于20世纪30年代就已经被提出的非线性光吸收原理， 但是， 只有20世纪8 0年代以后飞秒脉冲激光技术 发展成熟后， 才使 得基于上述 非线性光吸收原理 的双光子激光扫描显微镜得以有效实现， 双光子显微镜最早于1990年发展起来， 近几十年 来在生物医学研究中得到了广泛应用， 特别是在神经科学家中备受欢迎， 用于在体的神经 功能研究。 与其它荧光成像技术相比， 在研究完整活脑神经 活动方面， 双光子成像具有独特 优势， 即在高散射和 高密集荧光标记脑组织中， 双光子成像 以精确地、 最小的背景信号干 扰、 逐像素地 获取图像， 无需进 行反褶积或者其他复杂的数学重 建， 可直接获得接近衍射极 限的光学分辨率。 因此， 双光子成像技术具有天然的层析成像能力、 亚微米级别的空间分辨 率和毫秒级别的实时性， 其穿透深度可以达到近1毫米， 成为当前动物在体神经活动信号研 究的最佳 方法之一。 [0003]在双光子显微镜中， 普遍采用高数值孔径的物镜对飞秒激光激发生物组织产生的 荧光信号进行收集， 物镜的数值孔径越大对应的孔径角也就越大， 从而对荧光信号的收集 效率也越高。 然而， 在物镜焦点位置， 飞秒脉冲激光激发产生的荧光信号是以激发点为中心 向各个方向随机辐射(如图10所示， 来自： Natur  Biotechnology,21(11)： 1369 ‑1377， 2003)， 物镜仅仅收集到一部分荧光光子信号。 特别 是， 对于深层脑区神经突触辐射的荧光 信号， 由于神经元突触本身尺寸远小于神经元胞体， 且发出 的荧光强度相当弱， 因此， 提高 荧光信号收集效率是进一步提升双光子显微镜在脑科学研究中应用能力的有效策略， 但现 在缺少可靠的方案 。 发明内容 [0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足， 提供一种在体荧光 光子信号增强收集器。 [0005]为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是： 一种在体荧光光子信号增强收 集器， 包括： 物镜、 同轴设置在所述物镜上的安装支架、 设置在所述安装支架上的至少一个 安装单元、 设置在所述 安装单元上的光纤束、 第一PMT探测器、 第二PMT探测器以及加法器； [0006]所述光纤束中的所有光纤的收集端汇聚于所述物镜的下端入口的外周， 所述物镜 的下端入口收集的荧光信号到达所述第一PMT探测器， 所述光纤束中所有光纤的收集端收 集的荧光信号到达所述第二PMT探测器， 所述第一PMT探测器和第二PMT探测器输出的信号 经过所述加法器相加后作为 最终的荧 光探测信号输出。 [0007]优选的是， 所述 安装支架的中部开设有用于同轴设置所述物镜的物镜安装孔。 [0008]优选的是， 所述安装单元包括倾斜开设在所述安装支架上且整体呈锥形分布在所说　明　书 1/4 页 3 CN 115046975 A 3