天津化学荧光寿命成像批发

时间:2022年06月13日 来源:

荧光寿命成像可以应用到个性化化疗:要针对患者所患的特殊病症,找到较有效的抗病药物至关重要。但是,病细胞对不同类型药物的反应并不是完全可预测的。因此,进行活检,将细胞培养并用不同的药物处理。同时,它们被FLIM重复成像。荧光寿命表明治理后细胞代谢状态的早期改变。因此,通过这些测量,只需几天即可确定较有效的药物。荧光寿命成像将时域多指数衰减分析与相量图相结合。时域中荧光衰减的测量需要短的激发脉冲和快速的检测电路。样品中的每个点都被依次激励。使用时域方法,寿命是从对衰减数据的指数拟合得出的。荧光寿命成像提供了寿命分布的二维图形视图。天津化学荧光寿命成像批发

荧光寿命成像和生物发光的异同点是什么?生物发光与荧光寿命成像不同点:产生光子的原理不同,类似于我们都是通过肉眼去观察萤火虫和发光水母一样,生物发光与荧光成像在本质上,都是机体中特定的细胞或材料发出光子,被高灵敏度的CCD检测到形成图像,但是生物发光与荧光寿命成像产生光子的过程和机制是完全不同的。生物发光与荧光成像相同点:都需要对细胞进行标记。生物发光产生的光子和荧光寿命成像产生的光子都可以被高灵敏的CCD检测并形成图像,就像一个人的眼睛就可以既看到萤火虫又可以看到发光水母一样。除此之外,生物发光和荧光寿命成像都需要对目标细胞进行标记,让细胞产生荧光素酶或者荧光蛋白。江苏红外荧光寿命成像时域和频域技术在各种荧光显微寿命成像平台中都有应用。

荧光寿命成像技术(Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy,FLIM)是一种在显微尺度下展现荧光寿命空间分布的技术,由于其不受样品浓度影响,具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能,目前在生物医学工程、光电半导体材料等领域是一种重要的表征测量手段。荧光和荧光寿命:分子包含多个单能态S0、S1、S2…和三重态T1…,每个能态都包含多个精细的能级。正常情况下,大部分电子处在*低能态即基态S0 的*低能级上,当分子被光束照射,会吸收光子能量,电子被激发到更高的能态S1 或S2 上,在S2 能态上的电子只能存在很短暂的时间,便会通过内转换过程跃迁到S1 上,而S1 能态上的电子亦会在极短时间内跃迁到S1 的*低能级上,而这些电子会存在一段时间后通过震荡弛豫辐射跃迁到基态,这个过程会释放一个光子,即荧光。此外,亦会有电子跃迁至三重态T1 上,再由T1 跃迁至基态,我们称之为磷光。

荧光寿命成像(FLIM)的方法特别适合于体内诊断,因为它们是无创且无损的。因此,它们被普遍用于受试者的临床研究和医学检查。例如,该技术可以用于以下领域:皮肤的体内诊断:人类皮肤的多光子扩散层析成像结合了双光子激发和非解扫检测,因此,多光子FLIM可以提供组织层的光学切片图像,深度可达100 µm。人皮肤细胞的体内双光子成像是可能的,而不会损害组织的活力,可以从亚细胞分辨率重建三维结构。眼科检查:眼科FLIM结合了快速光束扫描和皮秒二极管激光器激发的功能。该方法非常灵敏,可以记录人眼眼底(背景)的寿命图像。通过这种方式,有可能及早发现眼部疾病,因为这些疾病通常伴随着眼底的代谢变化。反过来,这些引起内源性荧光团的荧光衰减参数的变化。影响荧光寿命成像测量的因素有哪些?

荧光寿命成像中的荧光寿命及其含义:假定一个无限窄的脉冲光(δ函数)激发n0个荧光分子到其激发态,处于激发态的分子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。假定两种衰减跃迁速率分别为Γ和knr,则激发态衰减速率可表示为:其中n(t)表示时间t时激发态分子的数目,由此可得到激发态物种的单指数衰减方程。荧光寿命定义为衰减总速率的倒数:荧光强度正比于衰减的激发态分子数,因此可将上式改写为:其中I0是时间为零时的荧光强度,τ为荧光寿命。也就是说荧光强度衰减到初始强度的1/e时所需要的时间就是该荧光物种在测定条件下的荧光寿命。实际上用荧光强度的对数对时间作图,直线斜率即为荧光寿命倒数的负值。荧光寿命也可以理解为荧光物种在激发态的统计平均停留时间。事实上当荧光物质被激发后有些激发态分子立即返回基态,有的甚至可以延迟到5倍于荧光寿命时才返回基态,这样就形成了实验测定的荧光强度衰减曲线。荧光寿命对依赖于荧光团结构的内部因素敏感。天津化学荧光寿命成像批发

荧光寿命显微成像,可以定位不同的分子及浓度分布,在生物,材料,半导体领域具有重要的应用价值。天津化学荧光寿命成像批发

荧光寿命成像FLIM所面临的挑战:在数据处理上,由于曲线拟合迭代过程的需求,计算成本较其他成像方案更高。在成像原理上,荧光寿命受多种外界因素影响,这些因素包括分子相互作用、pH值、温度和粘滞阻力等,很难对这些参数控制变量,使得测量荧光寿命存在交叉干扰问题。此外,与普通光学显微技术类似,介质光散射影响成像信噪比及空间分辨率,成像深度受到限制。FLIM已经在系统装置、荧光探针和数据处理算法等方面得到了较快的发展,这也使得荧光寿命成像FLIM在对细胞微环境成像和生物代谢监测发挥出不可替代的作用。结合多种先进成像系统,如双光子成像、结构光照明等,可进一步提升荧光寿命成像FLIM的分辨率和测量精度。另一方面,提升荧光寿命解调的算法性能,将压缩感知、深度学习等热点算法与FLIM结合,也同样对FLIM的发展起着至关重要的作用。总的来说,荧光寿命成像FLIM的发展很好地弥补了基于强度成像的问题,对生物医学检测有着重要的意义。天津化学荧光寿命成像批发

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