1.一種顯微鏡裝置,包括:
照明光束路徑,所述照明光束路徑包括光源;
檢測(cè)光束路徑,所述檢測(cè)光束路徑包括相機(jī);
光學(xué)均勻樣品操縱組件,所述光學(xué)均勻樣品操縱組件包括具有一定體積的樣品室;
控制器;
處理器;以及
計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括指令,所述指令在由所述處理器執(zhí)行時(shí),導(dǎo)致所述控制器:
執(zhí)行校準(zhǔn)程序以獲取關(guān)于放在所述樣品室中的樣品的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)參數(shù);以及
執(zhí)行成像程序,所述成像程序使用所述對(duì)準(zhǔn)參數(shù)生成所述樣品的三維圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微鏡裝置,其中所述光學(xué)均勻樣品操縱組件包括xyz-θ樣品安裝臺(tái)。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述xyz-θ樣品安裝臺(tái)在每個(gè)維度上具有至少45mm的行程范圍。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述樣品室用溶液填充。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述光學(xué)均勻樣品操縱組件包括內(nèi)室,所述內(nèi)室具有一定體積,所述體積小于所述樣品室的所述體積。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述內(nèi)室為吸收池。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述吸收池用溶液填充。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述吸收池包括熔融石英。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述校準(zhǔn)程序包括指定樣品在所述z方向上的開始位置和結(jié)束位置。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述校準(zhǔn)程序包括指定z步進(jìn)值。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述校準(zhǔn)程序包括將樣品以數(shù)字方式劃分成多個(gè)拼貼。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述校準(zhǔn)程序包括使光片與檢測(cè)焦平面在樣品內(nèi)的多個(gè)位置處對(duì)準(zhǔn)以獲取每個(gè)位置的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述校準(zhǔn)程序包括通過(guò)來(lái)自兩個(gè)相鄰位置的線性插值而獲取關(guān)于所述樣品內(nèi)的位置的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。
14.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中使所述光片與所述檢測(cè)焦平面對(duì)準(zhǔn)包括使圖像質(zhì)量測(cè)量最大化。
15.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述圖像質(zhì)量測(cè)量為光焦點(diǎn)質(zhì)量測(cè)量。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述光焦點(diǎn)質(zhì)量測(cè)量包括傅里葉空間中的高頻信號(hào)與低頻信號(hào)的比。
17.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述校準(zhǔn)程序自動(dòng)進(jìn)行。
18.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述成像程序包括:
使用對(duì)準(zhǔn)參數(shù)來(lái)使所述顯微鏡的檢測(cè)焦平面與所述樣品的照明平面對(duì)準(zhǔn);
利用所述光源來(lái)照明所述照明平面的線性部分;以及
利用所述相機(jī)沿著所述照明平面的所照明的線性部分來(lái)捕獲多個(gè)所發(fā)射的光信號(hào)。
19.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中使所述顯微鏡的所述檢測(cè)焦平面與所述照明平面對(duì)準(zhǔn)是與照明所述照明平面的所述線性部分同步。
20.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述成像程序進(jìn)一步包括:
將所述光源定向成照明所述照明平面的多個(gè)不同的線性部分;以及
沿著所述照明平面的所述不同線性部分中的每一者來(lái)捕獲多個(gè)所發(fā)射的光信號(hào)以利用所述相機(jī)形成所述樣品的二維圖像。
21.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述成像程序進(jìn)一步包括:
從所述樣品內(nèi)的不同照明平面收集多個(gè)二維圖像;以及
匯集所述二維圖像以形成所述樣品的三維圖像。
22.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述成像程序自動(dòng)進(jìn)行。
23.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述相機(jī)為CCD相機(jī)或sCMOS相機(jī)。
24.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述檢測(cè)光束路徑包括檢測(cè)物鏡。
25.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述檢測(cè)物鏡的折射率與樣品的折射率匹配。
26.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述照明光束路徑包括低數(shù)值孔徑物鏡,所述低數(shù)值孔徑物鏡被配置成生成動(dòng)態(tài)光片。
27.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述裝置包括兩個(gè)照明光束路徑。
28.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述裝置包括兩個(gè)檢測(cè)光束路徑。
29.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述兩個(gè)照明光束路徑被配置成從所述光學(xué)均勻樣品操縱組件的相對(duì)側(cè)照明所述樣品。
30.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的顯微鏡裝置,其中所述檢測(cè)光束路徑中的一者或多者相對(duì)于所述照明光束路徑中的一者或多者來(lái)說(shuō)以正交關(guān)系定位。
31.一種使用顯微鏡裝置來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行成像的方法,所述方法包括:
將所述樣品放在光學(xué)均勻樣品操縱組件中的樣品室中;
進(jìn)行校準(zhǔn)程序以使一個(gè)或多個(gè)光片與顯微鏡裝置的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)焦平面在所述樣品內(nèi)的多個(gè)位置處對(duì)準(zhǔn)以獲取關(guān)于每個(gè)位置的對(duì)準(zhǔn)參數(shù);
進(jìn)行成像程序以從所述樣品內(nèi)的所述多個(gè)位置中的每一者收集圖像,其中所述成像程序包括:
將所述對(duì)準(zhǔn)參數(shù)應(yīng)用于每個(gè)位置;以及
同時(shí)利用光片照明所述位置并捕獲所述位置的圖像;以及
使用每個(gè)位置的所述圖像來(lái)構(gòu)建所述樣品的三維圖像。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其中進(jìn)行所述成像程序包括使用兩個(gè)或更多個(gè)獨(dú)立光片來(lái)同時(shí)照明所述樣品的兩個(gè)或更多個(gè)不同平面。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其中進(jìn)行所述成像程序包括使用單個(gè)光片的快速切換來(lái)同時(shí)照明所述樣品的兩個(gè)不同平面。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,其中已通過(guò)以下操作準(zhǔn)備所述樣品來(lái)進(jìn)行顯微鏡分析:
將所述樣品通過(guò)多個(gè)水凝膠子單元來(lái)固定;
聚合所述水凝膠子單元以形成水凝膠包埋樣品;以及
清洗所述水凝膠包埋樣品。
35.根據(jù)權(quán)利要求31至34中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述樣品包括生物組織。
36.根據(jù)權(quán)利要求31至35中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述生物組織包括腦組織。
37.根據(jù)權(quán)利要求31至36中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述樣品包括完整器官。
38.根據(jù)權(quán)利要求31至37中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述器官為腦、眼睛、心臟、肝、胰腺、肌肉、骨骼、腎臟或卵巢。
39.根據(jù)權(quán)利要求31至38中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述樣品包括完整有機(jī)體或發(fā)育胚胎。
40.根據(jù)權(quán)利要求31至39中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括將所述樣品室用折射率與所述樣品的折射率匹配的溶液填充。
41.根據(jù)權(quán)利要求31至40中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述校準(zhǔn)程序包括指定所述樣品在所述z方向上的開始位置和結(jié)束位置。
42.根據(jù)權(quán)利要求31至41中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述校準(zhǔn)程序包括指定z步進(jìn)值。
43.根據(jù)權(quán)利要求31至42中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述校準(zhǔn)程序包括將所述樣品以數(shù)字方式劃分成多個(gè)拼貼。
44.根據(jù)權(quán)利要求31至43中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述校準(zhǔn)程序包括使光片與檢測(cè)焦平面在所述樣品內(nèi)的多個(gè)位置對(duì)準(zhǔn)以獲取關(guān)于每個(gè)位置的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。
45.根據(jù)權(quán)利要求31至44中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述校準(zhǔn)程序包括通過(guò)來(lái)自兩個(gè)相鄰位置的線性插值而獲取關(guān)于所述樣品內(nèi)的位置的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。
46.根據(jù)權(quán)利要求31至45中任一項(xiàng)所述的方法,其中使所述光片與所述檢測(cè)焦平面對(duì)準(zhǔn)包括使圖像質(zhì)量測(cè)量最大化。
47.根據(jù)權(quán)利要求31至46中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述圖像質(zhì)量測(cè)量為光焦點(diǎn)質(zhì)量測(cè)量。
48.根據(jù)權(quán)利要求31至47中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述光焦點(diǎn)質(zhì)量測(cè)量包括傅里葉空間中的高頻信號(hào)與低頻信號(hào)的比。
49.根據(jù)權(quán)利要求31至48中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述校準(zhǔn)程序自動(dòng)進(jìn)行。
50.根據(jù)權(quán)利要求31至49中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述成像程序包括:
使用對(duì)準(zhǔn)參數(shù)來(lái)使相機(jī)的檢測(cè)焦平面與所述樣品的照明平面對(duì)準(zhǔn);
利用所述光源來(lái)照明所述照明平面的線性部分;以及
沿著所述照明平面的所照明的線性部分來(lái)捕獲多個(gè)所發(fā)射的光信號(hào)。
51.根據(jù)權(quán)利要求31至50中任一項(xiàng)所述的方法,其中使所述相機(jī)的所述檢測(cè)焦平面與所述照明平面對(duì)準(zhǔn)與照明所述照明平面的所述線性部分同步。
52.根據(jù)權(quán)利要求31至51中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述成像程序進(jìn)一步包括:
將所述光源定向成照明所述照明平面的多個(gè)不同的線性部分;以及
沿著所述照明平面的所述不同線性部分中的每一者來(lái)捕獲多個(gè)所發(fā)射的光信號(hào)以形成所述樣品的二維圖像。
53.根據(jù)權(quán)利要求31至52中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述成像程序進(jìn)一步包括:
從所述樣品內(nèi)的不同照明平面收集多個(gè)二維圖像;以及
匯集所述二維圖像以形成所述樣品的三維圖像。
54.根據(jù)權(quán)利要求31至53中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述成像程序自動(dòng)進(jìn)行。