荧光显微成像是分子生物学研究的主要手段，然而由于激发光的高光子通量和光毒性，成像总次数受限，因而目前还未能全面揭露细胞内部细胞器的相互作用及动态过程。活细胞的高分辨长时程成像目前仍然是生物学研究中的巨大挑战，由于轴向扫描速度的限制，三维荧光成像需要更大的激发光子通量，而光漂白效应则极大限制了三维成像的总时长。同时，由于荧光光谱较宽，成像过程中通道数目受限，荧光成像一般仅能同时标记有限种类的分子。而电镜等辅助成像手段虽可观察多种细胞器，但仅能提供静态快照作为辅助。光学衍射层析显微成像具有光通量低，光毒性小的特点，可有效解决荧光成像遇到的问题。光学衍射层析成像系统中，先前的工作缺少荧光成像作为辅助，衍射层析图像中的多数结构缺乏标定，仅能进行形态学分析。传统光学衍射层析成像中，也仅对脂滴、染色体和线粒体进行了结合宽场荧光成像的鉴别标定。 北大研究团队提出一种结合光学衍射层析显微成像和结构光照明超分辨荧光成像的双模态显微成像方法，用超分辨荧光成像辅助光学衍射层析进行共定位成像。在双模态成像系统中，光学衍射层析成像具有优异的分辨能力，且无光毒性的限制，因而可以长时间、全面地记录细胞内各种细胞器间的三维相互作用动态；荧光成像模态可提供分子层面的化学特异性分辨能力，因此成为鉴别无标记成像模态成像结果的重要依据。利用光学衍射层析-结构光照明荧光双模态成像系统，可开展一系列的活细胞成像研究，并应用于病理诊断、药理分析、耐药性研究等。

传统的光学显微系统受到阿贝衍射极限原理的限制，无法分辨尺度小于~200nm的事物，为了突破衍射极限，超分辨荧光显微技术应运而生，在生物成像等领域得到广泛应用。根据成像采集过程，超分辨方法主要可分为两类。一种是单分子定位显微方法（SMLM），通过荧光分子的光开关特性，孤立每个发光分子进行单独定位。此类方法具有不受衍射极限限制的特点，可以得到10-40nm的超高分辨率，但由于分子激活漂白的循环步骤使得采集速度和成像时间较慢。另一种是如结构光照明等宽场成像的超分辨显微技术，可以通过获得相邻区域/荧光分子间一定程度的响应差异来实现分辨率的提升。宽场成像的方法具有较高的时间采集效率，但由于同时激发视野内的全部分子，使得其分辨能力往往在100nm以上。目前还缺乏一种方法在理论上可以有效的兼顾宽场成像的时间采集效率和单分子定位方法的空间分辨率，因此亟需提出一种基于宽场成像对荧光分子高效调制的技术方案。 超分辨方法其本质都是通过识别单个荧光分子的独立的发射特性获得该分子的空间定位。如果可以对宽场成像中衍射极限以内各个发光分子荧光发射差异实现主动控制，则有可能获得更好的超分辨显微结果。近期，物理学院介观物理国家重点实验室极端光学研究团队提出了基于量子相干控制原理主动调制分子荧光发射而获得超分辨荧光显微的方法（SNAC），在宽场成像下实现了分辨率的提升。课题组在ZnCdS量子点体系下获得衍射极限范围内各个量子点的差异化激发。通过设计多个整形脉冲，单个ZnCdS量子点的荧光差异性会得到增强。课题组通过周期性改变整形脉冲和傅立叶增强提取荧光响应的差异。同时，主动控制的图像采集方案可以有效的抑制系统中不随调制周期变化的泊松随机噪声和CMOS工艺导致的固定噪声，极大的提升了信噪比。接着，利用独立开发的混合周期（Combination-FFT）和多高斯拟合定位算法获得最终的超分辨重建结果。研究模拟了邻近双点荧光发射的超分辨定位，其结果可以很好的分辨出低至50nm的相邻荧光分子。对于密集标记的线性结构，SNAC的分辨能力同样有显著性的提高，获得了30nm左右的径向定位精度。在量子点标记的COS7细胞样品的维管结构区域清晰的观测到了维管的平行取向和姿态排布以及纤维交叉区域的95.3nm的邻近双峰，显示出了比已有多种宽场超分辨方法更好的重建结果。这个研究将脉冲整形作为新的控制维度引入荧光超分辨，并将宽场超分辨成像技术的分辨率提升到了与单分子定位方法接近的50nm的水平。

1. 痛点问题 在常规显微系统中，宽视场与高分辨率不可兼得。此外，基于单光子照明的成像方式一般均不具有层析能力，极大地限制了其应用范围。 2. 解决方案 图1 完整宽视场、高分辨率成像示意图 本发明公开了一种显微层析成像方法与装置。包括：在投影器件上依次加载所需的各照明图案，利用光学中继透镜组以预设的缩放比例中继到样本面对相应子视场进行激发，子视场中被不同照明图案激发的荧光信号依次通过光学中继透镜组，并以预设的缩放比例中继到相机靶面，实现高分辨的子视场图像的获取；通过二维横向扫描器件使得光束在样本面上产生横向偏移，实现超大视场的不同子视场的结构光图像及其均匀光图像的获取（图1）；通过轴向扫描器件使光束在样本轴向产生偏移，实现对样本的轴向扫描；对获取的图像依次利用结构光层析算法、图像拼接算法、三维重建算法，最终得到三维光学层析图像。本发明具有宽视场、高分辨率及三维层析成像的性能。 合作需求 寻求在显微仪器领域有相关技术开发、市场推广经验，能推进本发明落地的高技术光电企业。

本发明公开了一种光片显微成像转换装置，包括：光片激光光 源、样品夹持器、以及运动器；所述光片激光光源，产生光片激光， 水平照射在被固定于样品夹持器样品上；所述运动器，与样品夹持器 连接，用于带动样品夹持器在与竖直方向夹角小于 15 度方向上运动。 本发明提供的光片显微成像转换装置，是一种小型化、低成本的转换 装置，能通过加装在普通的倒置荧光显微镜上，使其具备光片显微成 像的能力，通过少量改装实现三维成像上的质的突破，

本发明公开了一种三色荧光显微成像系统，其包括三色激光合 束模块、第一二向色镜、物镜以及三色荧光成像模块；所述三色激光 合束模块用于将三种单色光合并成一束三色激光，投射在第一二向色 镜上；第一二向色镜反射激光同时透射荧光，其用于反射三色激光， 投射在物镜上；所述物镜用于透过三色激光并收集激发的混合荧光， 并将收集到的混合荧光投射在第一二向色镜上，第一二向色镜用于透 射混合荧光，投射在三色荧光成像模块上；所述三色荧光成像

本实用新型公开了一种新型多角度环状光学照明显微成像系统。本实用新型中单模光纤、准直透镜、四分之一波片、4f二维扫描振镜系统依次位于激光器出射光束的光轴之上，所述扫描振镜系统包含两个一维振镜和两个透镜，两个透镜组成4f系统，两个一维振镜的反射面分为位于4f系统的共轭面上；聚焦镜、二色镜依次位于经4f二维扫描振镜系统射出光束的光轴上；TIRF显微物镜、样品台依次位于二色镜反射光束光轴上，滤波片、第二场镜、探测器依次位于二色镜透射光束光轴上；所述样品台位于TIRF显微物镜的焦平面处，所述探测器的采集孔位于第二场镜的焦平面处。本实用新型实现方便快捷、高分辨率和低噪声的显微实验观察。

光纤共聚焦显微光谱与成像装置是将光纤共聚焦光谱分析技术和显微光学成像技术相融合的细胞检测装置，此装置能够同时获得被测细胞的形态结构信息和反映细胞形态和成分特性的光谱信息，得到被测细胞定性、定量、定位的综合分析信息。 光纤共聚焦显微光谱与成像装置包括光源照明系统、光纤共聚焦光谱分析系统、显微成像和定位系统、数据分析系统，照明光源系统给光纤共聚焦光谱分析系统提供光源；光纤共聚焦光谱分析系统传输照明光照射细胞，开接收携带细胞信息的背向散射的光信号，获取光谱信息进入数据分析系统分析；显微成像和定位系统由照明系统照明，获得反映细胞形态和结构的图像信息进入数据分析系统；数据分析系统同时获取被测细胞的显微图像和反映细胞形态和成分特性的光谱信息。 光纤共聚焦显微光谱与成像装置结合光纤共聚焦技术、后向散射光谱分析技术和显微成像技术，提出了适用于同时获取特定细胞的显微图像和光谱信息的细胞检测装置，能够实时的获取细胞的综合信息。这就解决了目前技术不能够在细胞水平上获取特定位置的组织形态信息和光谱信息的技术问题。对于癌症除检测癌变细胞的显微形态信息外，同时获取相应细胞生化成分的光谱，光谱信息中既包括了形态变化对光的散射特性变化，也包括了细胞中成分变化导致的光吸收特性的变化信息，结合这两种检测技术的细胞分析装置，能及时发现细胞的早期癌变，以便对癌症实施全面而及时的诊断。而且，当前显微成像技术和CCD光谱技术都是比较成熟的检测技术，且CCD光谱技术可以进行实时分析，所以，本发明提供的装置利用现有先进技术，大大提高癌变细胞的检测精度，同时可以大大降低检测成本。

本发明公开了一种自聚焦物镜及微型荧光显微成像装置。所述 自聚焦物镜，包括自聚焦透镜和端面抛光的玻璃棒，所述端面抛光的 玻璃棒的一端面与所述自聚焦透镜的像方端面连接。所述荧光显微成 像装置，包括激发光源、聚焦透镜、二向色镜、所述自聚焦物镜、结 像透镜、以及面阵光电探测器；所述激发光源发出激发光经聚焦透镜 聚焦，透射在所述二向色镜上；所述二向色镜将经聚焦的激发光反射， 通过所述加长物镜透射在样品上；样品激发出的荧光，被所

一种三维像素超分辨显微成像方法，其特征在于，沿与图像采 集装置传感器平面水平方向 x、竖直方向 y 和显微镜的 z 轴方向各均成 非直角空间偏转角的空间矢量扫描样品，以能够使每两张相邻的图像 切片之间沿着 x,y,z 方向均有亚像素位移的步长进行扫描，通过图像采 集装置采集得到原始三维图像序列 A，将原始图像序列 A 根据无损采 样原则分割成多组三维图像序列 Bi，对 Bi 进行超分辨处理，生成三维 高分辨图像 E，

在国家自然科学基金等项目资助下，本课题组在2003年成功研制出基于立体视觉的显微操作装配工作站，主要用于对微小物体进行操作和微小系统的装配，已推广到台湾大学等地区使用，近年来结合不同领域用户实际需求，不断改进，显著改善了系统的可靠性、模块化、灵活性、控制软件智能化程度，拓宽了本技术的应用范围，在多种微纳器件和系统的集成制造中发挥了重要作用。系统具有图像采集、图像获取，三维成像、三维测量、微小系统装配、微小零件在线修磨等，还可以根据用户具体要求定制特殊功能。系统配置可根据用户要求选配，一种典型的配置如下：高倍立体显微成像系统、微操作器、数控微位移工作台、彩色CCD摄像机、高速图像采集及立体显示卡、高分辨率显示器、微型计算机以及可选操纵单元（夹持器、真空吸盘、喷涂装置等）等。具有动静态彩色立体成像及显示。 系统典型技术参数如下：光学分辨率水平方向最高可达到500nm，深度方向分辨率最高可达到80nm，立体视觉的深度分辨率为10um，X/Y每轴运动范围：50mm，Z轴运动范围：25mm，运动分辨率：1μm(per step)，自动引导重复定位精度：±3μm；具有操作自动寻位、自动避障功能；有真空吸附与夹钳式拾取器（操作手）；具有空间位置测量及相对距离测量功能，图像处理与分析功能、可以实现存储、打印等操作。