用透明氧光器件进行发光寿命成像

（文献部分内容摘抄）

利用平面光学透镜对二维溶质分布进行成像已成为生物学和医学研究的重要工具。多用途和灵活的成像系统（既能进行发光强度成像，又能进行寿命成像）的发展，使平面氧光透镜得到了各种应用。然而，大多数应用的光器件，是不透明的。它们要么在感测层中含有用于增强信号的散射粒子，要么含有用于将信号与周围光分离的光学绝缘层。由于模块化发光寿命成像系统(MOLLI)可实现发光寿命的成像，我们使用透明的平面氧光学元件同时研究氧的二维分布和导致这种分布的结构。这可以通过使用发光强度图像或不同光谱照明来进行结构成像，以及使用发光寿命图像来进行氧分布成像。

由于氧气的分布在不同的空间尺度上起着关键的作用，我们提出了透明光学器件在各种生物系统中的应用结果：(a)珊瑚砂沉积物样本应用程序，分辨率约为每像素50微米；(b)以蓝藻为共生体的地衣(内窥镜应用：分辨率约为每像素15~62.5 μm和(c)对以硅藻为共生体的有孔虫(显微镜应用：分辨率约为每像素3.8 μm。结果表明性能和透明光器件的应用的一些限制。其他可能的应用领域，不限于海洋环境进行了讨论。

如图所示。该成像系统由一个快速可选通CCD相机一台PC和一个触发控制器组成。应用相关部分由被调查样品和平面光器件组成，激发光源(出光)，是指将光传输到光电极(直接或通过光导)，并将发出的光传输到CCD芯片(大透镜、内窥镜、显微镜)，以及必要时的光学过滤器。

成像系统：

发光寿命成像与传统的发光强度成像相比有两大优势。如果图像中存在不必要的发光贡献，例如生物样品中的叶绿素荧光，则该方法可以很好地增强对比度并进行背地抑制。如果背景发光的衰减时间不同于感兴趣的发光指示器，则有可能通过终生成像来分离这两个信号。此外，终生成像并不依赖于由于不均匀照明、光漂白(如果变化发生得并不比图像记录得快)或可变指示剂浓度和无校准的传感应用而产生的强度变化都可以实现。 最近发表的模块化发光寿命成像系统包括一个热电-三流冷却CCD摄像机，快门500ns(pco.flim型号，德国Excelitas PCO公司)，一个控制PC和一个外部触发单元。寿命成像，寿命对应相位延迟比和强度成像是该系统的选项。我们应用脉冲门(或快速寿命测定)方法来记录表示发光衰减曲线光的整体部分的图像。

激发光源、用于激发和发射的适当光学过滤器平面光极以及将传感器成像到CCD芯片的光学器件被认为是成像系统的面向应用的部分。

发光寿命成像与透明平面氧光学器件的组合首次在生物应用中提供了二维氧分布与被调查样品图像的结构信息之间的直接联系。在早期与光学隔离的氧光学器件的应用中，这种关系必须通过额外的实验来确定，如在沉积物表面沉积的氧清除剂颗粒引起的二维分布中零氧生成点的出现。本文的结果证明了系统在各种空间分辨率的应用中的高灵活性。

然而，研究结果也揭示了透明光器件应用的一些局限性。这是由于平面光学器的透明度并不局限于感兴趣的光信号。激发光到达样品，即使是样品的一般照明光也可能到达样品中在自然条件下没有照明的部分。可能产生的人工制品主要发生在需要研究和考虑光合活性生物系统的应用中解决方案可以在优化的设置(额外的快门)或优化的指示器中找到，这些指示器允许生物体不那么有效地吸收激发波长。

德国Excelitas PCO公司pco.dimax高速相机，具备高分辨率、高感光度、高帧率的优点，将高速研究实验过程完美记录，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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