同時(shí)時(shí)間和光譜分辨的多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)的研究的任務(wù)書(shū)一、研究背景多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)是細(xì)胞、組織和器官研究中應(yīng)用非常廣泛的高分辨成像技術(shù)，具有以下特點(diǎn)：采用激光掃描方式，具有高光學(xué)分辨率和深度分辨率；采用超短脈沖激光，具有強(qiáng)的非線性效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)三維成像；能夠?qū)ν该鞯纳飿悠愤M(jìn)行成像，避免了樣品的上染處理，保留樣品的天然形態(tài)。多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠在較短的時(shí)間內(nèi)快速成像大面積的生物樣品，但由于其掃描速度和成像深度的限制，導(dǎo)致多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)很難在較大的樣品表面或厚度超過(guò)100μm的組織內(nèi)進(jìn)行三維成像。為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入多光譜分辨成像技術(shù)可以提高成像深度，使成像的深度達(dá)到數(shù)百微米，同時(shí)擴(kuò)大成像的面積，提高成像效率。因此，本項(xiàng)目旨在研究一種同時(shí)具有時(shí)間和光譜分辨的多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)，具有高效快速成像、更深的成像深度和更大的成像區(qū)域等特點(diǎn)。二、研究?jī)?nèi)容和研究方案本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容包括：1.設(shè)計(jì)一種時(shí)間和光譜分辨的多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)；2.優(yōu)化目鏡和物鏡的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量；3.研究多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)在樣品成像過(guò)程中的成像效率；4.研究多光譜分辨成像技術(shù)在成像過(guò)程中對(duì)成像深度的影響；5.優(yōu)化多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)的成像速率。研究方案：1.設(shè)計(jì)多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)，包括激光源、掃描鏡和光學(xué)系統(tǒng)等組成部分；2.優(yōu)化目鏡和物鏡的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量；3.利用多倍頻技術(shù)研究多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)的成像效率；4.采用多光譜成像技術(shù)研究成像深度的影響，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化；5.通過(guò)建立計(jì)算模型，預(yù)測(cè)系統(tǒng)的成像速率，并針對(duì)優(yōu)化后的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。三、預(yù)期成果本項(xiàng)目的預(yù)期成果包括：1.設(shè)計(jì)出一種具有時(shí)間和光譜分辨的多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)；2.對(duì)目鏡和物鏡的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量；3.研究多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)的成像效率，并采用多倍頻技術(shù)提高其成像質(zhì)量；4.研究多光譜分辨成像技術(shù)對(duì)成像深度的影響，并優(yōu)化多焦點(diǎn)多光子顯微技術(shù)掃描采集系統(tǒng)的成像深度；5.預(yù)測(cè)系統(tǒng)的成像速率，并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、參考文獻(xiàn)1.KlarTA,HellSW.Subdiffractionresolutioninfar-fieldfluorescencemicroscopy.OpticsLetters,1999,24(14):954-956.2.HelmchenF,DenkW.Deeptissuetwo-photonmicroscopy.NatureMethods,2005,2(12):932-940.3.HuangB,BatesM,ZhuangX.Super-resolutionfluorescencemicroscopy.AnnualReviewofBiochemistry,2009,78:993-1016.4.ChanJW.Multicolortwo-photonmicroscopy:areview.IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics,2010,16(1):37-50.5.ChengHH,XieXS.CoherentAnti-StokesRamanScatteringMicroscopy:Instrumentation,The