CN105424668A - 一种荧光筛选系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种荧光筛选系统，包括：白光光源激发器、第一滤光片组、第二滤光片组、CCD相机和镜头；其中，白光光源激发器发出白光光源，白光光源传输至第一滤光片组；第一滤光片组/第二滤光片组均包括多个不同的带通滤光片，每个带通滤光片让对应波段的光源信号穿过，其他波段的光源信号被过滤掉；第一滤光片组在滤光轮控制下，根据不同波长的荧光蛋白筛选的需求从滤光片组中选出一片滤光片，白色光源经过滤光片过滤，选择出所需波长的激发光，激发光传输至样品，激发出荧光信号；第二滤光片组在滤光轮控制下选出一片滤光片，荧光信号经第二滤光片组中的滤光片滤除杂散的光信号后，通过镜头的收集，在CCD相机作用下荧光成像。

Description

一种荧光筛选系统
技术领域
本发明涉及荧光成像技术领域，特别涉及一种荧光筛选系统。
背景技术
自1992年绿色荧光蛋白基因从水母体内克隆以来，现在已经从很多的海洋生物物种中克隆了新型荧光蛋白，被广泛应用到生物分子、分子间相互作用、细胞等研究中，从而能更有助于我们揭示这些分子或细胞的活动规律及本质。这也催生了荧光蛋白筛选的发展，在筛选荧光蛋白的过程中需要用到荧光筛选设备，而现如今的显微技术因成像范围小，焦距比较短等原因不适宜用在培养皿中生长的克隆菌的挑选。而荧光成像系统中的小动物荧光活体成像仪虽然可以对单克隆平板进行成像，但价位比较高、灯源寿命较短。另外该设备一般只集成几个有限的滤光片，特别是不具备红光光谱区滤光片功能。
小动物活体成像技术是采用高灵敏度制冷CCD配合特制的成像暗箱和图像处理软件，使其可以长时间对同一个生物样本进行长时间反复跟踪成像，小动物活体成像仪的光源主要是氙光灯或卤素灯。氙光灯光源荧光寿命有限，开机之后一般需要半个小时的时间稳定光源，不适合荧光筛选这样比较频繁的实验。而卤素灯光波长主要集中在500nm到680nm之间，低于500nm或超过680nm的波段，卤素灯光强将下降。小动物活体成像技术可以用于药物治疗的反应和了解标记物在动物体内的分布和代谢情况等领域，但其价格昂贵，不是每个实验室都有能力配备的。
RobertCampbell实验室搭建的荧光筛选系统，需要将光源发出的光通过反射镜把光反射到样品上，样品辐射的光通过滤光轮的过滤，镜头收集CCD成像。但是，该技术方案不方便控制滤光轮的转换，不方便实验成像一体化。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种荧光筛选系统，该系统是一个价格低廉，成像范围比较大、较快，且方便更换滤光片并集成了电动滤光轮的荧光筛选系统，最后LED灯源的应用，使得该筛选系统可用于不同波长的荧光蛋白筛选的需求。
为实现上述目的，本发明提供了一种荧光筛选系统，包括：
白光光源激发器、第一滤光片组、第二滤光片组、图像控制器和镜头；其中，
所述白光光源激发器发出白光光源，所述白光光源传输至所述第一滤光片组；
所述第一滤光片组/所述第二滤光片组均包括多个不同的带通滤光片，每个带通滤光片让对应波段的光源信号穿过，其他波段的光源信号被过滤掉；所述第一滤光片组在滤光轮控制下，根据不同波长的荧光蛋白筛选的需求从滤光片组中选出一片滤光片，所述白色光源经过滤光片过滤，选择出所需波长的激发光，激发光传输至样品激发出荧光信号；
所述第二滤光片组在滤光轮控制下选出一片滤光片，所述荧光信号经第二滤光片组中的滤光片滤除杂散的光信号后，通过镜头的收集，利用CCD相机进行荧光成像。
优选地，还包括：暗箱；其中，
所述第一滤光片组、所述样品、所述第二滤光片组均置于所述暗箱内。
优选地，所述白光光源激发器为LED灯。
优选地，所述白光光源通过光纤传输至滤光片组。
上述技术方案具有如下有益效果：
本荧光筛选系统采用LED灯源，其价格低廉，随开随用，并可以满足全光谱范围的应用。
本荧光筛选系统集成了电动式控制滤光轮转换器，可以用软件方便的控制滤光轮的转换，可以根据自己实验需求随意变换滤光片，并实现滤光片自动切换的功能。这样比较方便我们实验成像一体化，带来很好的用户体验。
本荧光筛选系统通过暗箱将图像控制器和镜头，同滤光片隔开，这样避免未通过滤光片的光进入镜头，影响成像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种荧光筛选系统示意图；
图2为采用本系统获得的荧光成像图。
附图标识：
1、白光光源激发器2、光纤3、第一滤光片组4、CCD相机5、镜头
6、第二滤光片组7、暗箱8、样品
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术方案的工作原理：本技术方案采用了一个LED的白光光源作为荧光物质的激发光。其优势在于具有较宽的连续波长，涵盖了可见光波段。因此，利用不同的滤光片就能实现不同波长激发光的切换。其次，为了实现激发和探测波段的快速切换，该系统采用了电动滤光轮进行滤光片的选择切换。因此本系统可很好的满足不同吸收波段荧光物质的激发及其荧光发射的采集。
基于上述工作原理，本发明提出一种荧光筛选系统，如图1所示。包括：
白光光源激发器1、第一滤光片组3、第二滤光片组6、CCD相机4和镜头5；其中，
所述白光光源激发器1发出白光光源，所述白光光源传输至所述第一滤光片组3；
所述第一滤光片组3/所述第二滤光片组6均包括多个不同的带通滤光片，每个带通滤光片让对应波段的光源信号穿过，其他波段的光源信号被过滤掉；所述第一滤光片组3在滤光轮控制下，根据不同波长的荧光蛋白筛选的需求从滤光片组中选出一片滤光片，所述白色光源经过滤光片过滤，选择出所需波长的激发光，所述激发光传输至样品8激发出荧光信号；
所述第二滤光片组6在滤光轮控制下选出一片滤光片，所述荧光信号经第二滤光片组6中的滤光片滤除杂散的光信号后，通过镜头5的收集，在CCD相机4作用下荧光成像。
本荧光筛选系统通过暗箱7将CCD相机4和镜头5，同滤光片(该滤光片指代第一滤光片组3和第二滤光片组6中的滤光片)隔开，这样避免未通过滤光片的光进入镜头5，影响成像质量。
以下将结合附图1对本发明进行详细说明。白光光源激发器1发出白光光源，白光光源通过光纤2传输至第一滤光片组3，通过电动滤光轮从第一滤光片组3中选出不同的带通滤光片实现了激发波长的选择后，以约45度角均匀的照射在样品8上。样品8辐射的荧光传输至第二滤光片组，通过电动滤光轮从第二滤光片组中选出不同的带通滤光片，荧光经过第二滤光片组6中的滤光片。由于荧光强度远比激发光的强度弱，如果在收集时不滤除激发光在样品上的散射信号，使激发光的杂散光与荧光信号被CCD同时采集，就会影响最终的成像结果，第二滤光片组6滤除了杂散的激发光信号后，通过镜头5的收集，实现了在CCD相机4上的荧光成像。
在价格成本上，本系统使用物美价廉的LED光源和镜头。其中，LED光源为Dolan-JennerMi-LED光纤照明，其性能卓越、能耗低、有40000小时的工作寿命，但价格只有2000元出头。CCD采用德国映美精DMK系列，具有130万像素，采集速度有15帧/秒，完全可以满足我们这类实验的需求，价格也只有2700元。这样算起来整套的设备也才有1万元左右，真正做的了物美价廉。并且，本系统根据实验需求随意变换滤光片，并实现滤光片自动切换的功能。
如图2所示，为采用本系统获得的荧光成像图。利用本系统对iRFP细菌进行荧光成像，可以从图像中找出每个近红外处较亮的单克隆细菌。由此可知，本系统的荧光成像的精度得到保证。
以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种荧光筛选系统，其特征在于，包括：
白光光源激发器、第一滤光片组、第二滤光片组、CCD相机和镜头；其中，
所述白光光源激发器发出白光光源，所述白光光源传输至所述第一滤光片组；
所述第一滤光片组/所述第二滤光片组均包括多个不同的带通滤光片，每个带通滤光片让对应波段的光源信号穿过，其他波段的光源信号被过滤掉；所述第一滤光片组在滤光轮控制下，根据不同波长的荧光蛋白筛选的需求从滤光片组中选出一片滤光片，所述白色光源经过滤光片过滤，选择出所需波长的激发光，所述激发光传输至样品激发出荧光信号；
所述第二滤光片组在滤光轮控制下选出一片滤光片，所述荧光信号经第二滤光片组中的滤光片滤除杂散的光信号后，通过镜头的收集，利用CCD相机进行荧光成像。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：暗箱；其中，
所述第一滤光片组、所述样品、所述第二滤光片组均置于所述暗箱内。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述白光光源激发器为LED灯。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述白光光源通过光纤传输至滤光片组。
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