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TDI-fMOST成像系统焦平面温漂及补偿
资料介绍
大脑是已知的最复杂的生物组织系统，人类近百年来一直在探索大脑的工作机理。脑神经网络的结构与功能连接，在大脑中起着至关重要的作用。研究神经元的解剖结构、投射及其连接具有十分重要的意义。
本实验室发展了一种结合化学层析的时间延迟积分荧光显微切片成像系统（TDI-fMOST），可在7天左右获取完整的全脑亚微米分辨的神经元结构数据。为保证亚微米级的成像分辨率，成像系统使用了高数值孔径的物镜，其景深为1.0μm，同时化学层析方法激活样本表面的厚度也在1.0μm左右，并且激活部分要处于成像系统的焦面。为了全程持续获得高分辨数据，在整个成像过程中系统的焦平面必须稳定在±0.5μm范围内。在本论文开展前，系统设计尚不完善，长时间工作时观察到温度变化会导致成像系统焦平面漂移，即温漂现象。该现象使图像模糊，通常采用人工值守调焦，以稳定地获取完整的全脑神经元投射信息。
本文系统性研究了TDI-fMOST成像系统工作时，温度变化如何通过系统中各部件影响成像系统焦平面的位置。在此基础上提出了一种温度补偿方案，以系统中物镜接口的温度变化为参考，对物镜温度进行反馈调节，从而稳定成像系统的焦平面。通过电路、机械和软件设计，以STM32单片机为核心控制器件，结合PID恒温算法，设计并制作了温度补偿恒焦系统。
实验结果表明，在长期工作中，这一方案能够使成像系统焦平面稳定在±0.5μm内，提高了样本采集的长时间稳定性，达到了设计要求。目前这一方案已用于多套系统的正式样本成像，这一温度补偿恒焦装置是现有TDI-fMOST成像系统的重要组成部分。
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| 文件名 | 大小 |
| TDI-fMOST成像系统焦平面温漂及补偿.pdf | 5M |
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