上海荧光寿命成像原理

时间:2022年06月23日 来源:

荧光寿命(FLT)是荧光团在发射光子并返回基态之前花费在激发态的时间。根据荧光基团的不同,FLT可以从皮秒到数百纳秒不等。荧光团群的寿命是指经荧光或非辐射过程的能量损失后,激发态分子数量以指数方式衰减到原始数量的N / e(36.8%)的时间。荧光寿命是荧光团的固有属性。FLT不依赖于荧光团浓度、样品吸收、样品厚度、测量方法、荧光强度、光漂白和/或激发强度。它受外部因素影响,如温度、极性和荧光淬灭剂的存在。荧光寿命对依赖于荧光团结构的内部因素敏感。荧光寿命成像可以提供荧光强度(光子数)和光子寿命的空间分布。上海荧光寿命成像原理

受光学衍射极限的限制,荧光显微技术的空间分辨率只能达到200纳米左右,难以满足生命科学研究的需要。而对于荧光寿命成像来说,其空间分辨率受衍射极限的影响尤为严重。荧光寿命成像是一个新兴的研究领域,寻求具有高度原创性的技术原理与方案,并率先解决荧光寿命成像在生命科学应用中存在的难题,具有重大的科学意义与应用价值。一种荧光寿命成像方法,所述方法包括下述步骤:对标记于样品中的光开关染料分子进行稀疏激励;激发样品中被激励的光开关染料分子,收集被激发的光开关染料分子所发射的光子并记录光开关染料分子的荧光图像,对荧光图像中的光开关染料分子进行质心定位;对在质心定位处接收到的光子进行计数,确定被激发的光开关染料分子的荧光寿命;结合得到的光开关染料分子的质心定位结果和荧光寿命,构建荧光寿命图像。上海三维荧光寿命成像价格荧光寿命成像具有其它荧光显微镜所具有的高灵敏度、可检测人体生物样品等优点。

荧光寿命是荧光团在发射荧光光子返回基态之前保持其激发态的平均时间长度。这取决于荧光团的分子组成和纳米环境。荧光寿命成像将寿命测量与成像相结合:对每个图像像素以测得的荧光寿命进行颜色编码,产生额外的图像反差。因此,荧光寿命成像可以提供关于荧光分子空间分布的信息和有关其生化状态或纳米环境的信息。有很多技术可以在显微镜环境中检测荧光寿命。常见的的是基于供体(受体光漂白,FRET AB)或受体(敏化发射,FRET SE)荧光强度的技术。

荧光寿命成像 (FLIM)通过建立检测到的荧光事件的直方图来确定寿命。可显示单指数或多指数荧光衰减。数值曲线拟合表示荧光寿命和振幅(即检测到的光子数)。由于FRET减少了供体寿命,因此如果无FRET的供体寿命已知,就可以量化FRET发生的程度。该供体寿命τ作为分析FRET样品的一定参考。因此,FLIM-FRET为内部参照—这一特点减少了基于强度测量FRET时的很多缺点。由于其荧光寿命是染料的固有特性,因此对其他不利影响(如光漂白、图像明暗处理、不同浓度或表达水平)具有普遍的不变性。使用基于强度的FRET测量的主要限制是所有可观察的供体分子都经历FRET的基本假设。通常情况并非如此。供体分子这种变化的“非结合”组分给测量的FRET效率带来了相当大的不确定性,使得无法在实验之间进行比较。荧光寿命成像克服了这一缺点。荧光寿命成像基于荧光团的荧光寿命取决于其分子环境而并非浓度的事实。

荧光寿命成像装置通常由激发光源、光电探测器、延迟仪器及图像处理设备组成。门控仪器的光源通常为短脉冲的超快激光器,常见的成像设备是CCD,延迟仪器提供FLIM的控制信号。由于光电探测器和CCD等器件输出的是光强度信息,荧光寿命图像可以通过Rapid Lifetime Determination (RLD)和Weighted Nonlinear Least Square (WNLLS)两种处理方法利用荧光强度图像通过反演得出。荧光寿命成像(FLIM)有时域和频域测量法,时域测量中主要有TCSPC技术、门控探测技术、条纹相机探测技术和频闪技术;频域测量法中主要是调制技术。每一种测量技术在测量样品成像的过程中都有优势和劣势,在实际测量样品的荧光寿命时,需要根据实际的样品装填而综合考虑选择合适的荧光寿命测量技术。荧光寿命成像在生物医学领域有广阔的应用前景。天津红外荧光寿命成像供应

荧光寿命成像技术有两种:时间域和频率域。上海荧光寿命成像原理

荧光寿命可以在频域或者时间域测量。时间域测量方法涉及用短光脉冲照射样品(比色皿、细胞或组织),然后随时间测量发射强度。FLT由衰减曲线的斜率确定。有几种荧光检测方法可用于寿命测量,其中时间相关单光子计数(TCSPC)可实现简单的数据收集和增强的定量光子计数。频域方法涉及高频率入射光的正弦调制。在该方法中,发射发生在与入射光相同的频率处,并且随着激发光兼有相位延迟和振幅的变化(解调)。寿命测量不需要波长比率探针来提供众多分析物的定量测定。寿命法通过使用光谱位移探针扩展了分析物浓度范围的灵敏度。寿命测量可用于没有直接探针的分析物。包括葡萄糖、抗原或基于荧光能量转移转导机制的任何亲和力或免疫测定。上海荧光寿命成像原理

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