簡介

從非侵入式到超靈敏的檢測儀器，光子器件在今天的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)起到了不可或缺的作用。但只有在先進(jìn)的軟件工具和富有經(jīng)驗(yàn)光學(xué)工程師的幫助下，這些新技術(shù)的及時(shí)設(shè)計(jì)和推向市場才有可能。Photon Engineering堅(jiān)信其光學(xué)工程產(chǎn)品FRED可以幫助加速生物醫(yī)藥界的創(chuàng)新步伐。FRED結(jié)合了直觀的圖形用戶界面和能夠滿足最苛刻要求的強(qiáng)大計(jì)算引擎。

通過展示幾個(gè)熟悉而創(chuàng)新的應(yīng)用，如前房角鏡、毛細(xì)管中的激光誘導(dǎo)熒光和人類皮膚模型，F(xiàn)RED和生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的相關(guān)性能得到最好的表達(dá)。

激光誘導(dǎo)熒光-毛細(xì)管電泳

毛細(xì)管電泳是一個(gè)在遺傳分析和蛋白質(zhì)表征中使用的技術(shù)。準(zhǔn)直激光束聚焦到一個(gè)玻璃毛細(xì)管柱上，其中物質(zhì)在一個(gè)電勢的作用下流動(dòng)。當(dāng)粒子通過受照射的區(qū)域，它們發(fā)出具有特征光譜的熒光。

在圖1中，代表一個(gè)紫外激光束的準(zhǔn)直光線集通過物鏡聚焦到一個(gè)充滿液體的玻璃毛細(xì)管中。通過反射沒被使用的光重新回到毛細(xì)管中，右上角的反射鏡擴(kuò)大了受照明的體積。較大的照明體積增大了熒光信號(hào)。垂直于照明路徑的導(dǎo)向光學(xué)器件采集熒光來進(jìn)行分析。

FRED可以通過其散射庫一個(gè)專門的功能實(shí)現(xiàn)熒光現(xiàn)象。通過在概率統(tǒng)計(jì)方面演繹發(fā)射曲線，可以創(chuàng)建腳本化散射模型來重新指定光線波長。在本例中，將會(huì)使用一個(gè)廣泛使用的有機(jī)染料-羅丹明6G。使用FRED數(shù)字化工具采樣發(fā)射光譜，并將結(jié)果放置在腳本化散射模型中。

為了節(jié)省仿真時(shí)間，只有到達(dá)探測器的散射光線才應(yīng)該被追跡。FRED中的重要采樣特性就提供這個(gè)功能。要設(shè)置它，用戶需要選擇模型中的熒光實(shí)體，并點(diǎn)擊散射標(biāo)簽。指定好熒光的腳本化散射屬性到該元件后，將“Scatter Direction Region(s) of interest” 設(shè)置為 “Toward an Entity”，此時(shí)探測器表面作為選中目標(biāo)。

完成仿真的圖示如圖7所示。紫色代表照明路徑，橙色代表熒光路徑。