天津分子荧光寿命成像研发

荧光寿命通常来讲是一定的，不受激发光强度、荧光团浓度等因素的影响，只与荧光团所处的微环境有关，因此，利用荧光寿命显微镜（Fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM）对样品进行荧光寿命成像，可以对样品所在的微环境中的许多物理参数如氧压、溶液疏水性等及生物化学参数如pH值、离子浓度等进行定量测量。此外，荧光寿命成像技术还可以同时获得分子状态和空间分布的信息。因此，荧光寿命成像在生物医学领域有广阔的应用前景。荧光寿命的测量和荧光寿命成像主要有时间相关单光子计数法、门控探测法、条纹相机测量法、频闪技术方式。天津分子荧光寿命成像研发

荧光寿命成像技术用于表征DNA压缩和基因活性。研究团队发展了荧光寿命成像技术（FLIM），表征DNA压缩的动态过程，克服了以往方法的局限性。研究团队提出了两种精确测量DNA压缩程度的FLIM分析方法。第一种方法基于加入DNA的荧光探针的荧光寿命与其局部微环境折射率之间的逆二次方关系，荧光探针的寿命随DNA压缩密度而变化，从而可表征DNA压缩程度。第二种方法是将荧光标记的核苷酸整合到DNA链中，通过一种叫做荧光共振能量转移（FRET）的技术获得其荧光寿命值的变化，从而反映出DNA的压缩程度的动态变化过程。细胞培养结果证明，两种FLIM分析方法都可以成功表征DNA压缩的动态过程。天津分子荧光寿命成像研发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。

荧光寿命成像如何理解？荧光寿命成像主要通过TCSPC技术（Time-Correlated Single Photon Counting）实现。系统采用超短脉宽激光器作为激发光源，通过光路耦合器，将激光引入显微光路。激光通过物镜聚焦照射样品池，利用光子探测装置（PMT）对荧光信号进行探测，再用TCSPC计数器对每一个光子进行计数，并将其放入一个对应的时间窗口，经过一定时间的统计叠加后即得到荧光寿命曲线。几十万次重复以后，不同的时间通道累积下来的光子数目不同。以光子数对时间作图可得到荧光衰减曲线。实现从百ps-ns-us的瞬态测试。综上所述由于TCSPC系统，一个激光脉冲只采集一个光子信号，所以激光器的重复频率决定了系统的数据采集速度。重频越高，采集速度越快，数据信噪比越好。

荧光寿命成像可以干什么？荧光寿命成像图像中每一个像素点在phasor图上都有一个对应的点。因此我们可以获取每个像素点的寿命信息，也可以获知每一寿命所对应的图像区域。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，具有200 nm的空间分辨率和皮秒量级的时间分辨率。通过双光子激发（结合飞秒脉冲和共焦显微镜）可以直接检测荧光和时间分辨的荧光寿命。这种无损检测技术，无需解剖或专门制造分层样品，不但可在样品表面，还可在样品表面以下实现深度解析测量。特别适用于新材料、光子学、光伏、光催化、生物材料、纳米材料和纳米复合材料以及其相关的原理探究和设计优化。荧光寿命取决于荧光分子所处的微环境。

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。荧光寿命成像不但可在样品表面，还可在样品表面以下实现深度解析测量。显微荧光寿命成像哪里有

荧光寿命成像拥有超快的激光技术，高速、高灵敏度探测技术。天津分子荧光寿命成像研发

为什么说荧光寿命成像FLIM相比于荧光强度成像更有优势？通过荧光强度成像可以获得荧光分子的空间分布，较为直接和简便，但是当荧光分子具有相似的频谱特性，或是同样的荧光分子在不同环境下时，依赖强度进行成像的方案便无法准确反映信息。与基于光强的成像方式不同，荧光寿命成像FLIM适用于测量荧光分子环境的变化，或是测量分子的运动情况。其结果与荧光分子浓度无关，且不受影响光强的光散射或是光吸收影响，可以精确测量荧光淬灭过程，对生物分子微环境进行定量测量。荧光寿命成像可以用于无法控制局部探针浓度的荧光显微镜中。天津分子荧光寿命成像研发

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