熒光壽命成像技術(shù)及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用:熒光分子的壽命就像熒光分子的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜一樣是熒光分子的固有特性,隨著近年來對(duì)蛋白及分子功能研究的不斷深入,科研工作者除對(duì)多色成像、鈣成像等功能成像的需求日漸增多之外,對(duì)熒光壽命成像的需求也逐漸增加,而熒光壽命成像能提供除熒光強(qiáng)度、熒光光譜信息之外的熒光分子的壽命信息,可用于分子間相互作用(FRET)、分子所處微環(huán)境的離子濃度(如Ca2+、pH)及細(xì)胞代謝水平的改變等測(cè)量,并可拆分光譜重疊的熒光染料及染料和自發(fā)熒光,還可以結(jié)合熒光相關(guān)光譜對(duì)單分子實(shí)現(xiàn)熒光壽命相關(guān)光譜FLCS的測(cè)量。熒光壽命成像擴(kuò)展了傳統(tǒng)熒光成像的維度,是功能成像的理想工具,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。熒光壽命成像主要通過TCSPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)。湖南紅外熒光壽命成像價(jià)錢
影響熒光壽命成像測(cè)量的因素有哪些?散射光的影響: 主要是瑞利散射光和拉曼散射光的影響較大。校正辦法:先用短的激發(fā)光激發(fā),檢出溶液的拉曼峰,然后進(jìn)行熒光光譜校正。因?yàn)闊晒夤庾V不隨激發(fā)光波長(zhǎng)的改變而改變,而拉曼光卻隨之改變。高濃度樣品的影響:1)當(dāng)激發(fā)光照射高濃度樣品時(shí),在激發(fā)光入口附近產(chǎn)生熒光,但這些熒光并不能進(jìn)入熒光檢測(cè)器。2)高濃度的分子之間相互作用而發(fā)生活性阻礙現(xiàn)象。3)熒光的再吸收:即熒光光譜的短波長(zhǎng)端和激發(fā)光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)端如果相互重疊,則發(fā)生熒光再吸收。湖南紅外熒光壽命成像價(jià)錢熒光壽命成像擴(kuò)展了傳統(tǒng)熒光成像的維度,是功能成像的理想工具;
新技術(shù)和新概念的發(fā)展促進(jìn)了數(shù)據(jù)評(píng)估,意味著熒光壽命成像(FLIM)的速度提高了10倍,可以媲美標(biāo)準(zhǔn)共聚焦成像,且操作簡(jiǎn)單。熒光過程提供了兩個(gè)用于成像的測(cè)量參數(shù):強(qiáng)度和熒光壽命。熒光壽命是指分子停留在激發(fā)態(tài)的時(shí)間??梢酝ㄟ^觀察足夠大量的激發(fā)-發(fā)射事件集中來測(cè)量熒光染料的典型壽命。我們可以測(cè)量圖像中所有像素的典型壽命,并將這些數(shù)字記入數(shù)組元素。那就是熒光壽命成像。典型的熒光壽命范圍在0.2到20納秒之間。熒光壽命與熒光染料的濃度無關(guān)。無論樣品結(jié)構(gòu)只有零星熒光染料還是載滿熒光染料:壽命信號(hào)始終相同,并表明在同一環(huán)境中存在相同的熒光染料。因此,熒光壽命不受光漂白的影響。樣品深處的圖像將比表面圖像暗得多——但壽命并沒有改變。這是壽命測(cè)定的主要優(yōu)勢(shì)。
熒光壽命成像和生物發(fā)光的異同點(diǎn)是什么?生物發(fā)光與熒光壽命成像不同點(diǎn):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(jī)體中特定的細(xì)胞或材料發(fā)出光子,被高靈敏度的CCD檢測(cè)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(jī)制是完全不同的。生物發(fā)光與熒光成像相同點(diǎn):都需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)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(cè)并形成圖像,就像一個(gè)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(duì)目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記,讓細(xì)胞產(chǎn)生熒光素酶或者熒光蛋白。熒光壽命成像可以用于無法控制局部探針濃度的熒光顯微鏡中。
在基于時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)的熒光壽命成像實(shí)驗(yàn)中,通過選用超快激光器可以優(yōu)化脈沖持續(xù)時(shí)間,單光子探測(cè)器和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時(shí)間抖動(dòng)則成為制約時(shí)間分辨率的關(guān)鍵參數(shù)。熒光壽命成像可進(jìn)行高質(zhì)量的多色成像實(shí)驗(yàn)或?qū)崿F(xiàn)STED、PALM/STORM等超分辨率熒光顯微成像。目前TCSPC是主要應(yīng)用的熒光壽命測(cè)定技術(shù)。熒光壽命通常在ps~us量級(jí),在如此短的時(shí)間量級(jí)上進(jìn)行測(cè)量,它是較為成熟準(zhǔn)確的測(cè)試手段。TCSPC的工作原理是使用一個(gè)同步信號(hào)源驅(qū)動(dòng)激光器,出射光脈沖照射樣品池,在利用光子探測(cè)裝置(多為PMT)對(duì)熒光信號(hào)進(jìn)行探測(cè),每一個(gè)光子計(jì)數(shù)信號(hào)在FT1010中都會(huì)落入一個(gè)對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口,經(jīng)過一定時(shí)間的統(tǒng)計(jì)疊加后即得到熒光壽命曲線。幾十萬次重復(fù)以后,不同的時(shí)間通道累積下來的光子數(shù)目不同。熒光壽命取決于熒光分子所處的微環(huán)境,通過對(duì)樣品熒光壽命的測(cè)量和成像可以定量獲取樣品的功能信息。杭州三維熒光壽命成像
熒光壽命成像不需要考慮跳色的影響,從而免去了計(jì)算和去除跳色雜質(zhì)信號(hào)的麻煩;湖南紅外熒光壽命成像價(jià)錢
熒光壽命成像可以應(yīng)用到個(gè)性化化療:要針對(duì)患者所患的特殊病癥,找到較有效的抗病藥物至關(guān)重要。但是,病細(xì)胞對(duì)不同類型藥物的反應(yīng)并不是完全可預(yù)測(cè)的。因此,進(jìn)行活檢,將細(xì)胞培養(yǎng)并用不同的藥物處理。同時(shí),它們被FLIM重復(fù)成像。熒光壽命表明治理后細(xì)胞代謝狀態(tài)的早期改變。因此,通過這些測(cè)量,只需幾天即可確定較有效的藥物。熒光壽命成像將時(shí)域多指數(shù)衰減分析與相量圖相結(jié)合。時(shí)域中熒光衰減的測(cè)量需要短的激發(fā)脈沖和快速的檢測(cè)電路。樣品中的每個(gè)點(diǎn)都被依次激勵(lì)。使用時(shí)域方法,壽命是從對(duì)衰減數(shù)據(jù)的指數(shù)擬合得出的。湖南紅外熒光壽命成像價(jià)錢
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