熒光壽命成像如何理解?熒光壽命成像主要通過TCSPC技術(Time-Correlated Single Photon Counting)實現。系統采用超短脈寬激光器作為激發光源,通過光路耦合器,將激光引入顯微光路。激光通過物鏡聚焦照射樣品池,利用光子探測裝置(PMT)對熒光信號進行探測,再用TCSPC計數器對每一個光子進行計數,并將其放入一個對應的時間窗口,經過一定時間的統計疊加后即得到熒光壽命曲線。幾十萬次重復以后,不同的時間通道累積下來的光子數目不同。以光子數對時間作圖可得到熒光衰減曲線。實現從百ps-ns-us的瞬態測試。綜上所述由于TCSPC系統,一個激光脈沖只采集一個光子信號,所以激光器的重復頻率決定了系統的數據采集速度。重頻越高,采集速度越快,數據信噪比越好。熒光壽命成像圖像中每一個像素點在phasor圖上都有一個對應的點。福建紅外熒光壽命成像怎么樣
熒光壽命顯微成像技術具有對生物大分子結構、動力學信息和分子環境等進行高分辨高精度測量的能力,因此其重要性日漸提升,被普遍地應用于生物學研究及臨床診斷等領域。熒光壽命,分子包含多個能態S0、S1、S2和三重態T1,每個能態都包含多個精細的能級。正常情況下,大部分電子處在較低能態即基態S0的較低能級上,當分子被光束照射,會吸收光子能量,電子被激發到更高的能態S1或S2上,在S2能態上的電子只能存在很短暫的時間,便會通過內轉換過程躍遷到S1上,而S1能態上的電子亦會在極短時間內躍遷到S1的較低能級上,而這些電子會存在一段時間后通過震蕩弛豫輻射躍遷到基態,這個過程會釋放一個光子,即熒光。深圳熒光壽命成像熒光壽命成像能夠對不同種類或處于不同狀態的生物組織提供更好的對比度。
分子的熒光壽命在幾納秒至幾百納秒之間,因此,測量熒光壽命成像需要極快響應時間的探測器。如今主要存在兩類方案:一是時域測量,由一束窄脈沖將熒光分子激發至較高能態S1,接著測量熒光的發射幾率隨時間的變化。典型的時域測量方法有TCSPC和時間門(TG)兩種。TCSPC利用快速秒表測量激發脈沖與探測熒光之間的時間差。使用高重復脈沖激發光激發樣品,在每一個脈沖周期內,較多激發熒光分子發出一個光子,然后記錄光子出現的時刻,并在該時刻記錄一個光子,再下一個脈沖周期內也是相同的情況,經過多次計數可以得到熒光光子隨時間的分布曲線。相似的,TG則探測不同時間窗口內的熒光強度,通過曲線擬合得到熒光壽命。二是頻域測量,對連續激發光進行振幅調制后,分子發出的熒光強度也會受到振幅調制,兩個調制信號之間存在與熒光壽命相關的相位差,因此可以測量該相位差計算熒光壽命。
熒光壽命顯微成像(Fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)是熒光壽命測量和熒光顯微技術的結合,已普遍應用于生物醫學研究和其他領域。FLIM具有高特異性、高靈敏度、可定量測量微環境變化和分子間相互作用、不受探針濃度、激發光強度和光漂白影響等優點。在過去的十年中,光學技術硬件和軟件、材料科學和生物醫學的迅速發展,共同促進了FLIM技術及其應用的巨大進步。盡管經過幾十年的技術發展,FLIM技術在實際應用中仍然面臨著一些挑戰,例如:FLIM的成像分辨率也會受到光衍射的限制,因此,在實際應用中,我們經常需要在成像速度、圖像質量和微環境壽命精度之間進行權衡。熒光壽命成像不需要考慮跳色的影響,從而免去了計算和去除跳色雜質信號的麻煩。
熒光壽命成像:熒光壽命是熒光團在發射熒光光子返回基態之前保持其激發態的平均時間長度。這取決于熒光團的分子組成和納米環境。熒光壽命成像將壽命測量與成像相結合:對每個圖像像素以測得的熒光壽命進行顏色編碼,產生額外的圖像反差。因此,熒光壽命成像可以提供關于熒光分子空間分布的信息和有關其生化狀態或納米環境的信息。有很多技術可以在顯微鏡環境中檢測熒光壽命。常見的的是基于供體(受體光漂白,FRET AB)或受體(敏化發射,FRET SE)熒光強度的技術。熒光壽命成像可以直接檢測熒光和時間分辨的熒光壽命。遼寧三維熒光壽命成像哪家專業
熒光壽命成像可以定量的區分參與FRET和沒有參與FRET的分子數量。福建紅外熒光壽命成像怎么樣
熒光壽命成像技術用于表征DNA壓縮和基因活性。研究團隊發展了熒光壽命成像技術(FLIM),表征DNA壓縮的動態過程,克服了以往方法的局限性。研究團隊提出了兩種精確測量DNA壓縮程度的FLIM分析方法。第一種方法基于加入DNA的熒光探針的熒光壽命與其局部微環境折射率之間的逆二次方關系,熒光探針的壽命隨DNA壓縮密度而變化,從而可表征DNA壓縮程度。第二種方法是將熒光標記的核苷酸整合到DNA鏈中,通過一種叫做熒光共振能量轉移(FRET)的技術獲得其熒光壽命值的變化,從而反映出DNA的壓縮程度的動態變化過程。細胞培養結果證明,兩種FLIM分析方法都可以成功表征DNA壓縮的動態過程。福建紅外熒光壽命成像怎么樣
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