一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统

摘要

本发明公开了一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，包括：倒置显微镜探测单元；错层支撑单元，包括跨越倒置显微镜探测单元二维平移台设置的高位支撑架、以及设置于倒置显微镜一侧的低位支撑架；样品扫描单元，穿过错层支撑单元的高位支撑架与倒置显微镜探测单元的二维平移台固定，用于固定微流控芯片样品并带动微流控样品沿Z轴方向作扫描运动；数字扫描光片照明单元，包括照明物镜、以及数字扫描光片形成元件组。本发明通过倒置显微镜和错层支撑装置，利用倒置显微镜作为探测光路，克服了空间局促的问题，实现对自由运动活体生物的长时间、大视野、高速、高分辨、高通量的三维成像。

权利要求

1.一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，包括：错层支撑单元、倒置显微镜探测单元、具有微流控芯片夹持件的样品扫描单元、以及数字扫描光片照明单元；

所述倒置显微镜探测单元，包括用于载物的二维平移台和用于收集荧光信号并成像的成像光路；

所述错层支撑单元，包括跨越所述倒置显微镜探测单元二维平移台设置的高位支撑架、以及设置于倒置显微镜一侧的低位支撑架；

所述样品扫描单元，穿过所述错层支撑单元的高位支撑架与所述倒置显微镜探测单元的二维平移台固定，用于固定微流控芯片样品并带动所述微流控芯片样品沿Z轴方向作扫描运动；

所述数字扫描光片照明单元，包括照明物镜、以及数字扫描光片形成元件组；所述照明物镜设置于所述高位支撑架上，处于水缸另一侧；所述数字扫描光片形成元件组设置于低位支撑架上，准直激光通过数字扫描光片形成元件组以及照明物镜形成激光光片，使得光片束腰位于水缸内部。

2.如权利要求1所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，工作时，微流控芯片固定于所述微流控芯片夹持件上，置于水缸中，所述数字扫描光片照明单元形成的照明光片通过水缸透明侧面、以及所述微流控芯片的具有光学平整性的侧面投射在样本上，激发的荧光通过所述微流控芯片的具有光学平整性的下底面、以及水缸透明底面被所述倒置显微镜探测单元收集成像。

3.如权利要求1所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述样品扫描单元包括微流控芯片夹持件、以及支撑件；所述微流控芯片夹持件通过支撑件穿过所述错层支撑单元固定于所述倒置显微镜探测单元的二维平移台上，由所述二维平移台带动在水平面内移动。

4.如权利要求3所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述样品扫描单元包括Z轴位移台、压电扫描台；

所述Z轴位移台，用于带动微流控芯片夹持件沿Z轴低速移动，使得所述微流控芯片置于所述水缸中；所述压电扫描台，与所述微流控芯片夹持件连接，用于带动微流控芯片夹持件沿Z轴高速移动；所述微流控芯片控制件与微流控芯片通过液压管道相连，所述微流控芯片的侧面以及下底面为光学平整面。

5.如权利要求4所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述支撑件包括第一与第二L型转接件，其中第一与第二L型转接件的一边交错平行，另一边相对平行设置，形成匚型支撑件，其中交错平行的两边之间通过Z轴平移台连接，第一L型转接件另一边与所述倒置显微镜探测单元二维平移台固定，所述第二L型转接件的另一边与所述压电扫描台相连，所述压电扫描台与所述微流控芯片夹持件相连。

6.如权利要求4所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述微流控芯片夹持件包括竖直且相互平行的夹持臂、与夹持臂顶端固定的平板固定件、以及一对分别与夹持臂两臂底端固定的匚型固定件，所述夹持臂通过平板固定件与所述压电扫描平台连接，通过匚型固定件固定所述微流控芯片。

7.如权利要求1所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述样品扫描单元包括微流控芯片控制件；所述微流控芯片控制件与微流控芯片通过液压管道相连，所述微流控芯片的侧面以及下底面为光学平整面。

8.如权利要求1所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述数字扫描光片形成元件组，包括XY振镜、Z振镜、扫描透镜、套管透镜以及若干用于调整光路走向的反射镜，数字扫描光片形成元件组固定于低位支撑架上。

9.如权利要求1所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述高位支撑架包括相互平行且距离可调的两臂。

10.如权利要求1所述的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，所述低位支撑架为面包板。

说明书

一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统

技术领域

[0001] 本发明属于生物医学显微成像领域，更具体地，涉及一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统。

背景技术

[0002] 光片显微成像系统是一种新兴的生物医学成像系统，其照明光路与探测光路通常相互独立，程正交状态。最简单的光片可由一枚柱透镜产生，属于静态高斯光片。这种光片
的光高不可调节；遇见折射率不均匀的组织容易产生条纹，导致照明不均匀；同时激光光束
被压成片状，荧光激发效率也不够高。

[0003] 普通光片显微镜通常与微流控芯片不兼容，对生物样本缺少必要的控制手段，在拍摄静态样品时可以获得不错的效果，但难以进行活体生物的高速高分辨高通量三维成
像。有些光片显微镜也兼容微流控芯片，但多以倾斜照明和探测的方式对微流控芯片内的
样品进行成像，这种成像方式受扫描行程的影响，在保持成像的竖直高度不变的情况下，当
视野沿着扫描维度增大时，扫描行程将随之增大，因而无法做到大视野高速三维成像。

发明内容

[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其目的在于通过错层设计的支撑架结合倒置的显微镜，拓展元件
安装空间，成功结合微流控芯片的夹持、控制、运动元件、以及数字扫描光片形成的元件组，
并使得数字扫描光片照明光路和探测光路正交，由此解决现有技术由于元件安装局促，无
法结合数字扫描光片照明光路和微流控样品的技术问题。

[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其特征在于，包括：错层支撑单元、倒置显微镜探测单元、具有微流控
芯片夹持件的样品扫描单元、以及数字扫描光片照明单元；

[0006] 所述倒置显微镜探测单元，包括用于载物的二维平移台和用于收集荧光信号并成像的成像光路；

[0007] 所述错层支撑单元，包括跨越所述倒置显微镜探测单元二维平移台设置的高位支撑架、以及设置于倒置显微镜一侧的低位支撑架；

[0008] 所述样品扫描单元，穿过所述错层支撑单元的高位支撑架与所述倒置显微镜探测单元的二维平移台固定，用于固定微流控芯片样品并带动所述微流控样品沿Z轴方向作扫
描运动；

[0009] 所述数字扫描光片照明单元，包括照明物镜、以及数字扫描光片形成元件组；所述照明物镜设置于所述高位支撑架上，处于水缸另一侧；所述数字扫描光片形成元件组设置
于低位支撑架上，准直激光通过数字扫描光片形成元件组形以及照明物镜形成激光光片，
使得光片束腰位于水缸内部。

[0010] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其工作时，微流控芯片固定于所述微流控芯片夹持件上，置于水缸中，所述数字扫描光片照明单元形成的照明
光片通过水缸透明侧面、以及所述微流控芯片的具有光学平整性的侧面投射在样本上，激
发的荧光通过所述微流控芯片的具有光学平整性的下底面、以及水缸透明底面被所述倒置
显微镜探测单元收集成像。

[0011] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述样品扫描单元包括微流控芯片夹持件、以及支撑件；所述微流控芯片夹持件通过支撑件穿过所述错层
支撑单元固定于所述倒置显微镜探测单元的二维平移台上，由所述二维平移台带动在水平
面内移动。

[0012] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述样品扫描单元包括Z轴位移台、压电扫描台；

[0013] 所述Z轴平移台，用于带动微流控芯片夹持件沿Z轴低速移动，使得所述微流控芯片置于所述水缸中；所述压电扫描台，与所述微流控芯片夹持件连接，用于带动微流控芯片
夹持件沿Z轴高速移动；所述微流控芯片控制件与微流控芯片通过液压管道相连，所述微流
控芯片的侧面以及下底面为光学平整面。

[0014] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述支撑件包括第一与第二L型转接件，其中第一与第二L型转接件的一边交错平行，另一边相对平行设置，
形成匚型支撑件，其中交错平行的两边之间通过Z轴平移台连接，第一L型转接件另一边与
所述倒置显微镜探测单元二维平移台固定，所述第二L型转接件的另一边与所述压电扫描
台相连，所述压电扫描台与所述微流控芯片夹持件相连。

[0015] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述微流控芯片夹持件包括竖直且相互平行的夹持臂、与夹持臂顶端固定的平板固定件、以及一对分别与
夹持臂两臂底端固定的匚型固定件，所述夹持臂通过平板固定件与所述压电扫描平台连
接，通过匚型固定件固定所述微流控芯片。

[0016] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述样品扫描单元包括微流控芯片控制件；所述微流控芯片控制件与微流控芯片通过液压管道相连，所述
微流控芯片的侧面以及下底面为光学平整面；

[0017] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述数字扫描光片形成元件组，包括XY振镜、Z振镜、扫描透镜、套管透镜以及若干用于调整光路走向的反射
镜，高斯数字扫描光片形成元件组固定于低位支撑架上。

[0018] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述高位支撑架包括相互平行且距离可调的两臂。

[0019] 优选地，所述兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，其所述低位支撑架为面包板。

[0020] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

[0021] 本发明通过倒置显微镜和错层支撑装置，利用倒置显微镜作为探测光路，克服了空间局促的问题，将数字扫描光片成像技术和微流控技术结合起来，既发挥了数字扫描光
片无条纹、光高可控、能量集中的优势，提高照明的均匀性，提高图像的信噪比、对比度和轴
向分辨能力；也发挥了微流控的操控能力，微流控提高了活体生物的可操作性，可控制性，
提高成像通量。两种技术优势互补，解决了传统光片成像难以用于自由运动活体成像的难
题，实现了普通倒置显微镜下的大视野长时间高时空分辨率的自由运动活体生物三维成
像；尤其是在微流控芯片上采取横向照明的方式，提高三维数据的采集速度；结合以上三点
实现对自由运动活体生物的长时间、大视野、高速、高分辨、高通量的三维成像。

附图说明

[0022] 图1是本发明提供了的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统光路结构示意图；

[0023] 图2是本发明提供了的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统结构示意图；

[0024] 图3是本发明提供的错层支撑单元三维结构图；

[0025] 图4是本发明提供的错层支撑单元高位支撑架三维结构图；

[0026] 图5是本发明提供的样品扫描单元的三维结构图；

[0027] 图6是微流控芯片夹持件的三维结构图；

[0028] 图7是水缸的三维结构图；

[0029] 图8是本发明实施例提供的微流控芯片结构示意图；

[0030] 图9是本发明实施例提供的微流控芯片折射率设计图；

[0031] 图10是本发明实施例提供的微流控芯片控制件以及照明探测方式的三维结构图；

[0032] 图11是本发明实施例提供的微流控芯片安装示意图。

[0033] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

[0034] 1为激光器，2为光纤，3为准直头，4为反射镜，5为XY振镜，6为Z振镜，7为扫描透镜，8为套管透镜、9为照明物镜、10为水缸，11为压电扫描台，12为微流控芯片夹持件，13为微流
控芯片，14为Z轴位移台，15为探测物镜，16为滤色块，17为反射镜，18为套管透镜，19为相
机，20为倒置显微镜，21为第二L型转接件，22为第一L型转接件，23为平板，24为条形连接
件，25为支撑柱，26为数字扫描光片，27为反射镜，28为面板版，29为恒流泵，30为电磁阀，31
为气泵。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之
间未构成冲突就可以相互组合。

[0036] 普通静态高斯光片显微镜存在条纹，照明不均匀；现有的数字扫描光片没有与微流控芯片相结合，或者没有采取横向光片的照明形式，既不能操控生物样本，也无法进行高
速三维成像，更不能高通量成像。然而微流控芯片加载和控制装置复杂，形成数字扫描光片
的光路系统同样具有较为复杂的结构，由于照明光路和探测光路需要正交，这样难以在非
常局促显微镜成像视野内架设微流控芯片加载和控制装置以及形成数字扫描光片的光路。

[0037] 本发明提供了的兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，原理图如图1所示，结构图如图2所示，其包括错层支撑单元、倒置显微镜探测单元、具有微流控芯片夹持件
的样品扫描单元、以及数字扫描光片照明单元；

[0038] 激光从侧面穿过微流控芯片13，由XY振镜5扫描形成光片。样品可由Z轴位移台14带动进行低速三维成像，也可由压电扫描台11带动进行高速三维成像。光片从微流控芯片
的侧面进入，扫描行程仅受到微流控芯片的腔室高度的影响，与成像视野无关，加上腔室高
度较低，可进行大视野高速动态成像；

[0039] 所述倒置显微镜探测单元，包括用于载物的二维平移台和用于收集荧光信号并成像的成像光路；采用倒置显微镜作为探测，无需额外搭建探测光路，探测性能优良，具有较
高的稳定性。倒置显微镜的二维平移台用于安装样品扫描单元，实现水平面上的位置调节。

[0040] 所述错层支撑单元，如图3所示，包括跨越所述倒置显微镜探测单元二维平移台设置的高位支撑架、以及设置于倒置显微镜一侧的低位支撑架；优选所述高位支撑架包括相
互平行且距离可调的两臂，如图4所示；所述低位支撑架优选为面包板；

[0041] 所述样品扫描单元，如图5所示，穿过所述错层支撑单元的高位支撑架与所述倒置显微镜探测单元的二维平移台固定，用于固定微流控芯片样品并带动所述微流控样品沿Z
轴方向作扫描运动；包括微流控芯片夹持件、微流控芯片控制件、Z轴位移台、压电扫描台、
以及支撑件；所述微流控芯片夹持件通过支撑件穿过所述错层支撑单元固定于所述倒置显
微镜探测单元的二维平移台上，由所述二维平移台带动在水平面内移动；所述Z轴平移台，
用于带动微流控芯片夹持件沿Z轴低速移动，使得所述微流控芯片置于所述水缸中；所述压
电扫描台，与所述微流控芯片夹持件连接，用于带动微流控芯片夹持件沿Z轴高速移动；所
述微流控芯片控制件与微流控芯片通过液压管道相连，所述微流控芯片的侧面以及下底面
为光学平整面；优选所述支撑件包括第一与第二L型转接件，其中第一与第二L型转接件的
一边交错平行，另一边相对平行设置，形成匚型支撑件，其中交错平行的两边之间通过Z轴
平移台连接，第一L型转接件另一边与所述倒置显微镜探测单元二维平移台固定，所述第二
L型转接件的另一边与所述压电扫描台相连，所述压电扫描台与所述微流控芯片夹持件相
连。所述微流控芯片夹持件，如图6所示，包括竖直且相互平行的夹持臂、与夹持臂顶端固定
的平板固定件、以及一对分别与夹持臂两臂底端固定的匚型固定件，所述夹持臂通过平板
固定件与所述压电扫描平台连接，通过匚型固定件固定所述微流控芯片。

[0042] 所述数字扫描光片照明单元，包括水缸、照明物镜、以及数字扫描光片形成元件组。

[0043] 所述水缸，如图7所示，固定于所述错层支撑单元的高位支撑架上，处于倒置显微镜探测单元视野的正上方；所述照明物镜设置于所述高位支撑架上，处于所述水缸的低位
支撑架的一侧；照明物镜需要放置在倒置显微镜的二维平移台上方，且不能受该二维平移
台影响，水缸同理。因此该高台单元使得安装照明物镜和水缸变得更加便利，如图2、图3所
示。

[0044] 所述数字扫描光片形成元件组设置于低位支撑架上；准直激光通过数字扫描光片形成元件组形成激光片光，通过照明物镜，使得光片束腰位于水缸内部；所述数字扫描光片
形成元件组，包括XY振镜、Z振镜、扫描透镜、套管透镜以及若干用于调整光路走向的反射
镜，高斯数字扫描光片形成元件组固定于低位支撑架上。数字扫描光片形成元件组具备无
条纹、光高可控、能量集中荧光激发效率高的优势，极大提高了普通倒置显微镜的图像信噪
比和轴向分辨能力，然而其组件较多，体积较大，难以与照明物镜集成在同一支撑架上。本
发明优选在显微镜高度一半的位置设置低位支撑架，可以匹配倒置显微镜的探测物镜的高
度。在振镜的摆动下，光束沿一个方向作往返运动，形成光片，可消除条纹以提高了照明的
均匀度。成像的时候，利用倒置显微镜进行探测，探测光路性能优良，同时光片成像提高了
图像的信噪比和轴向分辨率。数字扫描光片照明单元具备无条纹、光高可控、能量集中荧光
激发效率高的优势，极大提高了普通倒置显微镜的图像信噪比和轴向分辨能力。

[0045] 工作时，微流控芯片固定与可拆卸固定与所述微流控芯片夹持件上，至于水缸中，所述数字扫描光片照明单元形成的照明光片通过水缸透明侧面、以及所述微流控芯片的具
有光学平整性的侧面投射在样本上，激发的荧光通过所述微流控芯片的具有光学平整性的
下底面、以及水缸透明底面被所述倒置显微镜探测单元收集成像。

[0046] 微流控芯片通常需要配合注射器或恒流泵、三维移动装置等控制装置；而采用光片显微成像系统，则需要使照明光路和探测光路成正交状态；这样光片照明光路为了提高
成像效果而设置的复杂光学元件、微流控芯片及其控制装置、以及探测光路在空间位置上
非常局促，整体体积较大且照明、成像效果不佳。本发明通过倒置显微镜拓展了探测光路视
野上方的空间，结合微流控芯片的三维移动分解，将样本的Z轴运动和成像光路集成在Z轴
上，从而腾挪出更多空间用于照明光路设置，照明光路无需采用斜入射，在水平面上正交入
射，即可与探测光路成正交状态，提升空分辨能力；然而这样的设置出现了在探测光路上方
照明物镜、水缸、以及样本的XY平面运动系统之间的安装冲突，照明物镜需要放置在倒置显
微镜的二维平移台上方，且不能受该二维平移台影响，水缸同理。为了解决这个矛盾，本发
明采用错层支撑单元的高位支撑架安装不能受二维平移台影响的照明物镜和水缸，拓展出
两层安装空间，从而实现在Z轴上集成倒置显微镜探测单元、样品扫描单元，同时高低位的
错层设计，充分利用了倒置显微镜探测单元一侧的空间，提高集成度缩小数字扫描光片照
明单元的体积。

[0047] 以下为实施例：

[0048] 一种兼容微流控芯片的数字扫描光片显微成像系统，原理图如图1所示，结构图如图2，其包括错层支撑单元、倒置显微镜探测单元、具有微流控芯片夹持件的样品扫描单元、
以及数字扫描光片照明单元；

[0049] 所述倒置显微镜探测单元，包括用于载物的二维平移台和用于收集荧光信号并成像的成像光路；选择合适的探测物镜15、滤色块16和相机19，将这些部件安装在倒置显微镜
上，即可进行荧光探测。可采用IX70倒置显微镜，双层IX73倒置显微镜，单层IX73倒置显微
镜。

[0050] 所述错层支撑单元，如图3所示，包括跨越所述倒置显微镜探测单元二维平移台设置的高位支撑架、以及设置于倒置显微镜一侧的低位支撑架；所述高位支撑架包括相互平
行且距离可调的两臂；所述低位支撑架为面包板。本实施例中采用分体加工的形式，制作两
片铝合金平板23作为两臂，再由水缸10和条形连接件24稳定连接起来，最后通过四根接杆
25将高位支撑于倒置显微镜20的正上方。图4为显微镜上方高台单元的三维结构图。

[0051] 所述具有微流控芯片夹持件的样品扫描单元，如图5所示。其通过L型转接件22固定在倒置显微镜20上。L型转接件22的竖直面安装有Z轴位移台14，Z轴位移台14的台面再连
接一个L型转接件21，L型转接件21上方安装了一个压电扫描台11，两个L型转接件与Z轴位
移台构成支撑件，穿过高位支撑架。微流控芯片夹持件12安装在压电扫描台11的台面上，并
从中间通孔往下延伸，在微流控芯片夹持件12的末端安装有微流控芯片13。微流控芯片夹
持件12的结构如图6所示，该单元用于夹持微流控芯片，并带动微流控芯片进行三维扫描成
像。其中的样品夹持件设计与微流控芯片大小匹配，装载稳定，夹持件上有横向条形围栏，
可避免微流控芯片受导管应力损伤，提高三维扫描的稳定性，使得微流控芯片无需拆卸，可
长期使用。

[0052] 微流控芯片13的侧面做了表面平整，如图8所示，其中图8a为立体图，图8b为侧视图，由数字扫描光片照明单元产生的光片经过微流控芯片13的侧面入射到腔室内部。芯片
侧面进行平整处理，呈现出玻璃面的效果。微流控芯片上下层的材料配比可选择反折射率
配比，反折射率配比可抑制横向光片的伪影。正折射率配比表示上层材料的折射率大于下
层材料的折射率，反折射率配比表示上层材料的折射率小于下层材料的折射率。对于倒置
探测的光学系统，采用反折射率配比可以消除浅层伪影，如图9所示。优选芯片内部通入折
射率匹配液。

[0053] 微流控芯片控制件，如图10所示，图中流体层有两个端口，包括P.1和P.2，可通过注射器或恒流泵29进样；图中控制层有两个端口，包括V.1和V.2，可通过电磁阀30和气泵31
进行控制。

[0054] 安装示意图，如图11所示，将微流控芯片13插上导管后，安装在微流控芯片夹持件12上，再将微流控芯片夹持件安装在压电扫描台上。此步骤仅需执行一次，微流控芯片13可
长期安装在微流控芯片夹持件12上，每次成像仅需操作注射器/恒流泵29和电磁阀30，即可
实现上样下样，非常方便，通量高。可提高生物样本的可操控性，发挥微流控的高通量性能。

[0055] 数字扫描光片照明单元，如图3所示。包括水缸10、照明物镜9、以及数字扫描光片形成元件组；包括XY振镜、Z振镜、扫描透镜、套管透镜以及若干用于调整光路走向的反射
镜，高斯数字扫描光片形成元件组固定于低位支撑架上。本实施例中激光有激光器1发出，
经过光纤2到达准指头3，出射为光斑直径1.5mm的平行光。经过反射镜4反射之后到达XY振
镜5，再反射到Z振镜6。经过振镜之后的光束入射到扫描透镜7进行平场扫描，此时束腰为
29um。最后经过由套管透镜8和物镜9组成的缩小系统，光束束腰大小为7.25um。束腰位于水
缸10内部。其中物镜9和水缸10安装在倒置显微镜上方高位支撑架上，其余元器件均安装在
低位支撑架的面包板28上。

[0056] 对果蝇幼虫腹部神经元进行三维成像：

[0057] 果蝇幼虫通过注射器/恒流泵29导入微流控芯片13内，打开电磁阀31，此时果蝇幼虫只能在成像视野内做二维自由运动，不会脱离成像视野。

[0058] 拍摄果蝇幼虫腹部神经元的时候，压电扫描台11的频率为10Hz，每个周期采集2个三维图像，达到20vps。微流控芯片的腔室设计为3000um×500um×90um，果蝇幼虫可在该空
间内自由运动。往微流控芯片内通入果蝇幼虫的时间花费不超过1分钟，成像时长任意，果
蝇幼虫的神经元清晰。压电扫描台的行程为60um，相机19的曝光时间为4.5ms，相机19选择
外部边缘触发模式，相机帧率为160fps，扫描步长7.5um。

[0059] 本实施例是搭建在普通倒置显微镜基础上的紧凑型成像系统，结合数字扫描光片无条纹、光高可控、能量集中的优势，也结合微流控对生物样品的操控性能优势，同时在微
流控芯片上进行横向光片照明的方式提高了三维成像的采集数据，因此，本发明实现了对
自由运动活体生物的长时间、大视野、高速、高分辨率、高通量的三维成像。

[0060] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。