江苏开放式荧光寿命成像原理

时间:2023年03月03日 来源:

荧光寿命显微成像技术具有对生物大分子结构、动力学信息和分子环境等进行高分辨高精度测量的能力,因此其重要性日渐提升,被普遍地应用于生物学研究及临床诊断等领域。荧光寿命,分子包含多个能态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,大部分电子处在较低能态即基态S0的较低能级上,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的较低能级上,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。荧光寿命成像可以运用在哪些地方?江苏开放式荧光寿命成像原理

荧光寿命成像分析是什么?荧光寿命是用于几种生物测定的稳健参数。它有可能替代传统的测量技术,如吸收法、冷光法或荧光强度法。荧光团物理化学环境的任何变化都会导致荧光寿命的改变。可通过各种机制来研发基于寿命的分析,例如简单的结合测定,涉及到两个组分的结合(一个被荧光标记)而引起FLT的变化。另一种机制是猝灭释放型测定,涉及大量过量存在的猝灭物质,其具有低而有限的荧光。一旦荧光化合物被释放(通过酶促反应或与互补DNA结合),系统的寿命就会改变。FLT可与FRET(荧光共振能量转移)分析结合用于能量转移效率测量。上海动物荧光寿命成像一般多少钱荧光寿命成像能够对不同种类或处于不同状态的生物组织提供更好的对比度。

荧光寿命成像可以在体现荧光物质形貌信息之外,还能够灵敏地反应荧光基团生化特性以及周围微环境的变化情况。将荧光寿命成像与共聚焦成像技术结合起来,实现人体三维荧光寿命成像,进一步实现人体三维功能成像奠定基础,有潜力应用于瘤识别,病变诊断等领域。荧光寿命是荧光基团在通过发射荧光光子返回基态之前在其激发态下保持平均多长时间的量度。不同荧光基团激发态停时间不同,大多数生物荧光素的荧光寿命时间在 0.2 - 20 ns。荧光寿命检测经典方法为点对点的时间相关单光子计数(TCSPC),但由于过去检测硬件的局限和复杂的使用而没有被普遍地应用于科学研究。随着技术的发展,在显微镜视野内进行超快速全像素荧光寿命信号采集的荧光寿命成像成为可能。

荧光寿命成像技术是如何应用在生物医学中的?随着近年来对蛋白及分子功能研究的不断深入,科研工作者除对多色成像、钙成像等功能成像的需求日渐增多之外,对荧光寿命成像的需求也逐渐增加,而荧光寿命成像能提供除荧光强度、荧光光谱信息之外的荧光分子的寿命信息,可用于分子间相互作用(FRET)、分子所处微环境的离子浓度(如Ca2+、pH)及细胞代谢水平的改变等测量,并可拆分光谱重叠的荧光染料及染料和自发荧光,还可以结合荧光相关光谱对单分子实现荧光寿命相关光谱FLCS的测量。荧光寿命成像扩展了传统荧光成像的维度,是功能成像的理想工具,在生物医学领域有广阔的应用前景。荧光寿命显微成像具有高特异性、高灵敏度的优点。

荧光寿命成像技术能够实时监控纳米颗粒在细胞内的稳定性。FLIM不但具有其它荧光显微镜所具有的高灵敏度、可检测生物生物样品等优点,它在监控荧光纳米材料的稳定性上还具有以下几个优势:(1)荧光寿命不受荧光探针的浓度的影响,可排除纳米材料的胞吐及细胞分化导致的纳米颗粒的稀释等对测量的影响;(2)很多常见的发光材料的荧光寿命都远远大于细胞的自荧光的寿命,很易去除生物自荧光对荧光成像的干扰;(3)发光材料的荧光寿命和其材料的稳定性密切相关,荧光寿命的改变可以灵敏地反映相应材料的化学稳定性。基于上述原理,他们利用FLIM技术系统考察了半导体量子点和金纳米簇在活的细胞(HeLa)里72小时内的稳定性,以及不同的表面配体对这一过程的影响。光寿命成像显微技术已在生命科学领域中得到了普遍的应用。湖南显微荧光寿命成像操作步骤

荧光寿命成像(FLIM)可用于测量分子环境参数,通过荧光共振能量转移进行的蛋白质相互作用。江苏开放式荧光寿命成像原理

荧光寿命是指分子受到光脉冲激发后返回基态之前在激发平均停留的时间,处于激发态的荧光分子在从激发到基态的过程中发射荧光释放能量。荧光寿命取决于荧光分子所处的微环境,通过对样品荧光寿命的测量和成像可以定量获取样品的功能信息。荧光寿命成像技术有两种:时间域和频率域。(1)时域FLIM:需要脉冲光源,所以一般在双光子的系统上比较常见FLIM(荧光寿命成像Fluorescence Life-time imaging Microcopy简称FLIM)。(2)频域FLIM:需要一个相位调制的光源,有用LED调制的, FLIM对很多研究都有帮助,以下为荧光寿命成像FLIM的应用:1)细胞体自身荧光寿命分析;2)自身荧光相对荧光标记的有效区分;3)具有相同频谱性质的不同荧光标记的区分;4)活细胞内水介质的PH值测量;5)局部氧气浓度测量;6)活细胞内钙浓度测量;7)时间分辨Forster共振能量转移(FRET):纳米级尺度上的远程测量,环境敏感的FRET探针定量测量。江苏开放式荧光寿命成像原理

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