【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光照明成像的，具体涉及一种用于定量fret成像的led光源及其线性校正方法、系统。
技术介绍
1、基于通道的敏化发射法(e-fret)，因其检测快速、对荧光基团无损伤、可在宽场及共聚焦显微镜上都可以实现的特性，被公为是最目前适合于在活细胞内动态监测分子间相互作用的的fret定量检测技术，也是近年来各研究团队重点发展的定量fret检测技术。在实际进行e-fret成像实验时，需要分别对单转供体、单转受体、供受体样本进行拍照分析，每个样本需要切换不同视野，然后拍摄20组不同视野下的图像，每组一次性拍摄三张图像：供体激发供体发射图像(idd)、供体激发受体发射图像(ida)和受体激发受体发射图像(iaa)；第一个字母代表用供/受体激发光进行激发，第二个字母代表探测供体/受体通道，小括号中表示测量的对象：d代表单转供体的样本，a代表单转受体的样本。串扰因子的计算公式为：
2、
3、实验过程中，为了保证最终fret计算结果的准确性，需要保证光谱串扰系数a,b,c,d保持不变。
4、但由于不同细胞荧光蛋白表达程度不同，切换不同视野时需要调节光功率以改善图像的信噪比。实际实验过程中，为了拍取多组图片，需要切换不同视野：当新视野中的荧光蛋白表达程度较低导致信噪比较低时，不利于后期fret计算数据的准确性，故需要提高led激发光的光功率；反之，则需要降低led激发光的光功率。但是改变led的强度会改变光谱串扰系数，影响fret计算结果的准确性；不过由于光谱串扰系数a,b,c,d都是比例式，因此如果
5、led输出光功率的线性度极为重要。当通过上位机控制光源两通道led时，内部实际控制为led的输入电流；因此，只有当led的输出光功率随电流成严格的线性变化时才能控制两通道的led激发光的光功率能成比例的变化。
6、led实际光功率输出与电流呈非线性变化关系。尤其是在较低和较高电流开启下的光功率线性度较差(如图6所示)。一方面，led的线性度与恒流源电路的性能相关，另一方面也与led本身的光衰特性有重大关系。
7、led具有光衰特性。led因为本身材料特性而存在光衰，即随着使用时间的增加，同样输入电流下的光输出是会逐渐减小的，而且不可恢复，如图7所示。作为一种电致光器件，led的光衰程度受输入电流、器件温度、环境温度和led封装等众多因素影响；而且，发光颜色不同(发光材质不同)，不同led的光衰速度也不同，一般来说蓝色和紫色led的衰减速度快，而红色和黄色衰减速度慢。因此，不同的led其光输出随时间的变化是不一样的。
8、因此，对用于定量fret成像的led激发光源进行线性校正是有必要的。由于不同led的光衰程度不同，不同led其光功率输出的变化大小也会不同。假设先将光源正常实验使用一个月；一个月后，再次做定量fret成像实验时，假设使用435nm和515nm led进行c-y体系实验，刚开始控制435nm和515nm led两通道的光功率分别开启10％和20％，当后续某时刻需要提高显微镜视野的亮度从而提高光源的光功率大小时，比如分别调节到20％和40％，理论上等比例调节光功率不会影响实验参数从而不需要重新实验来校正fret串扰因子；但实际上会因为一个月的使用导致发生了光衰，使得两个led的光输出发生不一致的衰减，比如435nm led开启20％时的光功率为之前开启10％时光功率的1.8而非2倍，而515nmled开启40％时的光功率为之前开启20％时光功率的1.9而非2倍；如此，led的长期光衰效应会影响fret计算结果。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于定量fret成像的led光源及其线性校正方法、系统，可以针对由led光衰和恒流源电路引起的光功率非线性输出问题进行校正，确保在定量fret成像过程中调节光功率大小时，双通道led的光功率可以成严格比例变化，从而不影响光谱串扰系数，保证定量fret成像实验结果的准确性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种用于定量fret成像的led光源的线性校正方法，包括下述步骤；
4、s1、上位机向led光源发送控制指令开始校正，led光源进入校正模式并从第一个通道开始进行光电测试，每一次校正只开启一路led光源；
5、s2、开启风扇散热直至基板温度在设定的范围；
6、s3、散热完成后，先判断目前led光源开启大小是否在范围0％～100％内，若是，则控制led光源开启大小在上一次的基础上增加1％并重新开启；
7、s4、待led光源输出光达到稳定时，光传感器模块开启光功率检测；
8、s5、光传感器模块连续检测多次，每一次检测时将光电流放大成电压并通过模/数转换电路获取对应的数字信号，将多次的数字信号取平均值则得到此次的光功率值，将led光源当前开启大小和对应的光功率值存储于外部eeprom存储器中；
9、s6、循环上述步骤s2-s5，直到led光源的开启大小达到100％，测试完毕，将led光源开启大小及对应的光功率值的数据组通过串口依次发送至上位机进行接收存储；
10、s7、上位机依据led光源的开启大小将数据划分为三个线性区间；
11、s8、调用拟合程序对每个区间单独进行多项式拟合，最终得到一个分段函数；
12、s9、将分段函数的拟合系数发送至光源进行存储；
13、s10、光源根据拟合系数建立拟合方程，再将拟合方程与标准直线方程联立，计算校正参数并存储；
14、s11、校正流程结束后，光源下次使用时，使用者设置led强度大小后，系统根据校正参数调节led的实际电流。
15、作为优选的技术方案，步骤s2中，基板温度设定在25+1℃的范围。
16、作为优选的技术方案，在步骤s3之后，还包括设置延时等待时间的步骤。
17、作为优选的技术方案，所述步骤s7中，所述三个线性区间具体为：
18、第一线性区间为0％～20％；
19、第二线性区间为20％～80％；
20、第二线性区间为80％～100％。
21、作为优选的技术方案，得到的分段函数如下：
22、
23、标准函数为：
24、y＝x1，0<x1≤1 (2)
25、联立时，将x1当成已知数，x2当成要求解得到未知数：
26、x1＝0.5x2+0.01,0<x2≤0.20
27、x1＝0.8x2-0.06,0.20<x2≤0.80
28、x1＝0.21x2+0.79,0.80<x2≤1 (3)
29、解方程得：
30、
31、其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，其特征在于，包括下述步骤；
2.根据权利要求1所述一种用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，其特征在于，步骤S2中，基板温度设定在25+1℃的范围。
3.根据权利要求1所述一种用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括设置延时等待时间的步骤。
4.根据权利要求1所述一种用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述三个线性区间具体为：
5.根据权利要求4所述一种用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，其特征在于，得到的分段函数如下：
6.一种LED光源的线性校正系统，应用于上述权利要求1-5中任一项所述的用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，其特征在于，包括串口通信模块和分段线性校正模块；
7.根据权利要求6所述一种LED光源的线性校正系统，其特征在于，所述串口通信模块的实现过程如下：
8.根据权利要求6所述一种LED光源的线性校正系统，其特
9.一种用于定量FRET成像的LED光源，应用于上述权利要求1-5中任一项所述的用于定量FRET成像的LED光源的线性校正方法，包括基板、LED灯珠、光电传感器、多个二向色镜、光波导转接件、准直透镜、透镜底座、主控电路板、温度传感器、风扇；
10.根据权利要求9所述用于定量FRET成像的LED光源，其特征在于，光源设有四个LED波段：385nm、435nm、515nm、561nm；
...【技术特征摘要】
1.一种用于定量fret成像的led光源的线性校正方法，其特征在于，包括下述步骤；
2.根据权利要求1所述一种用于定量fret成像的led光源的线性校正方法，其特征在于，步骤s2中，基板温度设定在25+1℃的范围。
3.根据权利要求1所述一种用于定量fret成像的led光源的线性校正方法，其特征在于，在步骤s3之后，还包括设置延时等待时间的步骤。
4.根据权利要求1所述一种用于定量fret成像的led光源的线性校正方法，其特征在于，所述步骤s7中，所述三个线性区间具体为：
5.根据权利要求4所述一种用于定量fret成像的led光源的线性校正方法，其特征在于，得到的分段函数如下：
6.一种led光源的线性校正系统，应用于上述权利要求1-5中任一项所述的用于定...
【专利技术属性】
技术研发人员：左欢，吴四缘，温海，刘勇，陈同生，孙贝妮，庄正飞，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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