熒光壽命成像的原理: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。熒光壽命成像可以運用在哪些地方?湖南顯微熒光壽命成像使用方法
熒光壽命成像可以干什么?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。因此我們可以獲取每個像素點的壽命信息,也可以獲知每一壽命所對應的圖像區域。熒光壽命成像可以提供熒光強度(光子數)和光子壽命的空間分布,具有200 nm的空間分辨率和皮秒量級的時間分辨率。通過雙光子激發(結合飛秒脈沖和共焦顯微鏡)可以直接檢測熒光和時間分辨的熒光壽命。這種無損檢測技術,無需解剖或專門制造分層樣品,不但可在樣品表面,還可在樣品表面以下實現深度解析測量。特別適用于新材料、光子學、光伏、光催化、生物材料、納米材料和納米復合材料以及其相關的原理探究和設計優化。佛山分子熒光壽命成像熒光壽命成像特別適用于新材料、光子學、光伏、光催化、生物材料的原理探究和設計優化。
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。
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。熒光壽命成像中的熒光壽命是什么意思?
熒光壽命成像FLIM所面臨的挑戰:在數據處理上,由于曲線擬合迭代過程的需求,計算成本較其他成像方案更高。在成像原理上,熒光壽命受多種外界因素影響,這些因素包括分子相互作用、pH值、溫度和粘滯阻力等,很難對這些參數控制變量,使得測量熒光壽命存在交叉干擾問題。此外,與普通光學顯微技術類似,介質光散射影響成像信噪比及空間分辨率,成像深度受到限制。FLIM已經在系統裝置、熒光探針和數據處理算法等方面得到了較快的發展,這也使得熒光壽命成像FLIM在對細胞微環境成像和生物代謝監測發揮出不可替代的作用。熒光的特性包含有:熒光激發和發射光譜、熒光強度、量子效率、熒光壽命等。湖北分子熒光壽命成像好不好
為什么說熒光壽命成像FLIM相比于熒光強度成像更有優勢?湖南顯微熒光壽命成像使用方法
熒光壽命成像在生命科學研究中的應用:自發熒光FLIM被普遍應用于非標記生物成像領域。所謂自發熒光,即生物細胞本身便包含熒光分子,稱為內源性熒光分子團。FLIM通過對自發熒光分子團(如NAD(P)H)熒光壽命的考察,可以實現細胞代謝的監測。這種方案無需人為對樣品加入熒光試劑便可以發射熒光,有效減少了熒光染料對樣品的毒性、熒光分子與樣品的非特異性結合及染料對生理性能的干擾影響。外源分子探針FLIM借助于外部熒光染料的注入以產生熒光。如今,為了利用FLIM對物理條件(包括粘度、溫度、酸度和氧化作用)的敏感性,已經開發出了許多適用于體內和體外應用的光學探針。湖南顯微熒光壽命成像使用方法
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