熒光壽命成像系統(tǒng)是一種用于化學領域的分析儀器,熒光壽命成像可以在體現(xiàn)熒光物質(zhì)形貌信息之外,還能夠靈敏地反應熒光基團生化特性以及周圍微環(huán)境的變化情況。將熒光壽命成像與共聚焦成像技術(shù)結(jié)合起來,實現(xiàn)人體三維熒光壽命成像,進一步實現(xiàn)人體三維功能成像奠定基礎,有潛力應用于瘤識別,病變診斷等領域。熒光壽命是熒光基團在通過發(fā)射熒光光子返回基態(tài)之前在其激發(fā)態(tài)下保持平均多長時間的量度。不同熒光基團激發(fā)態(tài)停時間不同,大多數(shù)生物熒光素的熒光壽命時間在 0.2 - 20 ns。熒光壽命檢測經(jīng)典方法為點對點的時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC),但由于過去檢測硬件的局限和復雜的使用而沒有被普遍地應用于科學研究。隨著技術(shù)的發(fā)展,在顯微鏡視野內(nèi)進行超快速全像素熒光壽命信號采集的熒光壽命成像成為可能。熒光壽命取決于熒光分子所處的微環(huán)境,通過對樣品熒光壽命的測量和成像可以定量獲取樣品的功能信息。遼寧動物熒光壽命成像供應
熒光壽命成像和生物發(fā)光的異同點是什么?生物發(fā)光與熒光壽命成像不同點:產(chǎn)生光子的原理不同,類似于我們都是通過肉眼去觀察螢火蟲和發(fā)光水母一樣,生物發(fā)光與熒光成像在本質(zhì)上,都是機體中特定的細胞或材料發(fā)出光子,被高靈敏度的CCD檢測到形成圖像,但是生物發(fā)光與熒光壽命成像產(chǎn)生光子的過程和機制是完全不同的。生物發(fā)光與熒光成像相同點:都需要對細胞進行標記。生物發(fā)光產(chǎn)生的光子和熒光壽命成像產(chǎn)生的光子都可以被高靈敏的CCD檢測并形成圖像,就像一個人的眼睛就可以既看到螢火蟲又可以看到發(fā)光水母一樣。除此之外,生物發(fā)光和熒光壽命成像都需要對目標細胞進行標記,讓細胞產(chǎn)生熒光素酶或者熒光蛋白。遼寧動物熒光壽命成像供應熒光壽命成像通常用于研究生物分子間相互作用、細胞中的信號事件或區(qū)分光譜重疊的熒光團。
熒光壽命成像或FLIM是基于熒光樣品中不同區(qū)域的熒光的指數(shù)衰減速率的差異。由τ決定熒光壽命成像的每個像素的強度,這使研究人員可以查看具有不同熒光衰減率的材料之間的對比度,還可以產(chǎn)生顯示其他衰減路徑變化的圖像。可以通過使用脈沖源在時域中確定熒光壽命。當熒光物質(zhì)被超短脈沖激發(fā)時,時間分辨的熒光將呈指數(shù)衰減。時間相關(guān)單光子計數(shù)(tcspc)通常被用作熒光壽命的測量方法,因為它補償了在源強度和單光子的脈沖幅度的變化。更具體地說,TCSPC由單個光子雪崩光電二極管(SPAD)記錄相對于激發(fā)激光脈沖的單個光子的壽命。重復記錄多個激光脈沖,并在記錄了足夠多的事件后,研究人員能夠建立所有這些記錄的時間點上事件數(shù)量的直方圖。然后,可以將該直方圖擬合到的指數(shù)壽命衰減函數(shù)的指數(shù)函數(shù),并且可以相應地提取壽命參數(shù)。
影響熒光壽命成像測量的幾種因素:1.溫度影響:一般說來,熒光隨溫度升高而強度減弱,溫度升高1℃,熒光強度下降1~10%不等。測定時,溫度必須保持恒定。 2.PH值影響:PH 值影響物質(zhì)的熒光,應選擇較佳PH制備樣品。 3.光分解對熒光測定的影響: 熒光物質(zhì)吸收紫外可見光后,發(fā)生光化學反應,導致熒光強度下降。因此,熒光分析要采用高靈敏度的檢測器,而不是用增強光源來提高靈敏度。測定時,用較窄的激發(fā)光部分的狹縫,以減弱激發(fā)光。同時,用較寬的發(fā)射狹縫引導熒光。熒光分析應盡量在暗環(huán)境中進行。熒光壽命成像在生物醫(yī)學領域有廣闊的應用前景。
熒光壽命可以在頻域或者時間域測量。時間域測量方法涉及用短光脈沖照射樣品(比色皿、細胞或組織),然后隨時間測量發(fā)射強度。FLT由衰減曲線的斜率確定。有幾種熒光檢測方法可用于壽命測量,其中時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC)可實現(xiàn)簡單的數(shù)據(jù)收集和增強的定量光子計數(shù)。頻域方法涉及高頻率入射光的正弦調(diào)制。在該方法中,發(fā)射發(fā)生在與入射光相同的頻率處,并且隨著激發(fā)光兼有相位延遲和振幅的變化(解調(diào))。壽命測量不需要波長比率探針來提供眾多分析物的定量測定。壽命法通過使用光譜位移探針擴展了分析物濃度范圍的靈敏度。壽命測量可用于沒有直接探針的分析物。包括葡萄糖、抗原或基于熒光能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)導機制的任何親和力或免疫測定。熒光壽命成像技術(shù)是一種在顯微尺度下展現(xiàn)熒光壽命空間分布的技術(shù)。上海熒光壽命成像訂購
熒光壽命成像擴展了傳統(tǒng)熒光成像的維度,是功能成像的理想工具;遼寧動物熒光壽命成像供應
熒光壽命成像FLIM所面臨的挑戰(zhàn):在數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)類似,介質(zhì)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(jīng)在系統(tǒng)裝置、熒光探針和數(shù)據(jù)處理算法等方面得到了較快的發(fā)展,這也使得熒光壽命成像FLIM在對細胞微環(huán)境成像和生物代謝監(jiān)測發(fā)揮出不可替代的作用。結(jié)合多種先進成像系統(tǒng),如雙光子成像、結(jié)構(gòu)光照明等,可進一步提升熒光壽命成像FLIM的分辨率和測量精度。另一方面,提升熒光壽命解調(diào)的算法性能,將壓縮感知、深度學習等熱點算法與FLIM結(jié)合,也同樣對FLIM的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用??偟膩碚f,熒光壽命成像FLIM的發(fā)展很好地彌補了基于強度成像的問題,對生物醫(yī)學檢測有著重要的意義。遼寧動物熒光壽命成像供應
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