生物细胞典型相位显微成像系统的分析及其共光路改进

• 作 者: 陈映洲
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 生物细胞 相位成像 显微光路 干涉图

细胞作为生命有机体构成和生命活动的基本组成单位，其形态结构复杂多样，功能多种多样，能准确而及时地反映生物体的各项基能情况。细胞的识别和分析在多个科学领域受到越来越多的关注，尤其在生物医学方面，研究疾病的发病机制，诊断疾病以及评估治疗效果，都依赖于对生物细胞的检测和研究。近年来，多种数字定量相位显微技术发展迅速，因其快速、可定量、非侵入等巨大优势在生物细胞形态测量方面得到了广泛的应用。光路的稳定性、精确性和光信息提取的呈现方式是影响光学生物细胞检测的主要原因之一。因此、对生物细胞相位成像技术改进和提高，以获得高稳定性、高精确性的研究是一项十分有意义的工作。　　本文对细胞相位显微检测技术的几种典型光路进行特征分析，研究其光路结构和主要使用的光学器件，发现好的实验结果并不一定需要好的实验平台和高成本的光学器件。基于马赫-曾德尔干涉光路应用的普遍性，对传统马赫-曾德尔光路下的相位显微成像进行了动态仿真实验，并且设计搭建了两种结构不尽相同的马赫-曾德尔相位显微光路，开展了比较性研究，仿真结果和实验结果均表明了简单的实验结构获得的结果并不一定差。　　本文依据相位显微成像技术对简单性、低成本、高稳定性的需求，应用典型相位显微光路的基础结合几何光学的知识，设计了一款免显微物镜共光路的相位显微方法。该方法只需简单的光学器件，如透镜、反射镜，实验操作简单。并采用了共光路形式，避免了物参异路对实验结果产生的噪声等误差。根据所设计的免显微物镜共光路相位显微方法，搭建验证性实验光路，得到干涉图。与基于马赫-曾德尔光路实验获得的实验结果比较，验证了本方法的可行性和高效性。实验结果在生物细胞形态结构的重建方面具有很好的应用价值，为后期更加深入的研究提供了探究思路。