在基于時間相關(guān)單光子計數(shù)的熒光壽命成像實驗中,通過選用超快激光器可以優(yōu)化脈沖持續(xù)時間,單光子探測器和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時間抖動則成為制約時間分辨率的關(guān)鍵參數(shù)。熒光壽命成像可進(jìn)行高質(zhì)量的多色成像實驗或?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)用的熒光壽命測定技術(shù)。熒光壽命通常在ps~us量級,在如此短的時間量級上進(jìn)行測量,它是較為成熟準(zhǔn)確的測試手段。TCSPC的工作原理是使用一個同步信號源驅(qū)動激光器,出射光脈沖照射樣品池,在利用光子探測裝置(多為PMT)對熒光信號進(jìn)行探測,每一個光子計數(shù)信號在FT1010中都會落入一個對應(yīng)的時間窗口,經(jīng)過一定時間的統(tǒng)計疊加后即得到熒光壽命曲線。幾十萬次重復(fù)以后,不同的時間通道累積下來的光子數(shù)目不同。熒光壽命成像通常用于研究生物分子間相互作用、細(xì)胞中的信號事件或區(qū)分光譜重疊的熒光團(tuán)。深圳三維熒光壽命成像供應(yīng)
熒光分子受激發(fā)后發(fā)光,熒光壽命量化了發(fā)光的衰減率。該特征時間不但取決于特定的熒光團(tuán),還取決于其環(huán)境,分子相互作用影響弛豫過程并改變熒光團(tuán)的壽命。熒光壽命是微環(huán)境的相對參數(shù),不受環(huán)境吸收、樣本濃度等因素影響,因此能夠?qū)ι锝M織環(huán)境中的 p H 值水平、離子濃度、氧分子濃度等微環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行高精度檢測。熒光壽命顯微成像(FLIM),可以定位不同的分子及濃度分布,在生物,材料,半導(dǎo)體領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。熒光壽命成像原理及應(yīng)用說明:熒光壽命是指分子受到光脈沖激發(fā)后返回基態(tài)之前在激發(fā)平均停留的時間,處于激發(fā)態(tài)的熒光分子在從激發(fā)到基態(tài)的過程中發(fā)射熒光釋放能量。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。天津化學(xué)熒光壽命成像原理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。
分子的熒光壽命在幾納秒至幾百納秒之間,因此,測量熒光壽命成像需要極快響應(yīng)時間的探測器。如今主要存在兩類方案:一是時域測量,由一束窄脈沖將熒光分子激發(fā)至較高能態(tài)S1,接著測量熒光的發(fā)射幾率隨時間的變化。典型的時域測量方法有TCSPC和時間門(TG)兩種。TCSPC利用快速秒表測量激發(fā)脈沖與探測熒光之間的時間差。使用高重復(fù)脈沖激發(fā)光激發(fā)樣品,在每一個脈沖周期內(nèi),較多激發(fā)熒光分子發(fā)出一個光子,然后記錄光子出現(xiàn)的時刻,并在該時刻記錄一個光子,再下一個脈沖周期內(nèi)也是相同的情況,經(jīng)過多次計數(shù)可以得到熒光光子隨時間的分布曲線。相似的,TG則探測不同時間窗口內(nèi)的熒光強度,通過曲線擬合得到熒光壽命。二是頻域測量,對連續(xù)激發(fā)光進(jìn)行振幅調(diào)制后,分子發(fā)出的熒光強度也會受到振幅調(diào)制,兩個調(diào)制信號之間存在與熒光壽命相關(guān)的相位差,因此可以測量該相位差計算熒光壽命。
熒光顯微技術(shù)具有無損、非接觸、高特異性、高靈敏、高體友好以及能夠提供功能信息等突出優(yōu)點,一直是生命科學(xué),尤其是細(xì)胞生物學(xué)研究的重要工具。近年來,隨著生命科學(xué)的發(fā)展,對熒光顯微技術(shù)也提出了越來越高的要求,激光技術(shù)、熒光探針標(biāo)記技術(shù)、新型熒光探測技術(shù)和成像手段的不斷發(fā)展,極大地促進(jìn)了熒光顯微技術(shù)的發(fā)展,成為推動生命科學(xué)發(fā)展的重要動力。此外,熒光顯微技術(shù)也在成像的對比機制方面獲得了很大的進(jìn)展。超分辨(SR)成像技術(shù)的發(fā)展,也為熒光壽命成像(FLIM)的新發(fā)展提供了巨大的機遇。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;
熒光壽命顯微成像優(yōu)點:熒光壽命顯微成像(Fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)是熒光壽命測量和熒光顯微技術(shù)的結(jié)合,熒光壽命顯微成像具有高特異性、高靈敏度、可定量測量微環(huán)境變化和分子間相互作用、不受探針濃度、激發(fā)光強度和光漂白影響等優(yōu)點。在過去的十年中,光學(xué)技術(shù)硬件和軟件、材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的迅速發(fā)展,共同促進(jìn)了FLIM技術(shù)及其應(yīng)用的巨大進(jìn)步。熒光壽命成像(FLIM)對細(xì)胞信號傳導(dǎo)及調(diào)控,蛋白間的相互作用等生物研究發(fā)揮著很大作用。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。天津化學(xué)熒光壽命成像原理
熒光壽命成像通常來講是一定的,不受激發(fā)光強度、熒光團(tuán)濃度等因素的影響。深圳三維熒光壽命成像供應(yīng)
新技術(shù)和新概念的發(fā)展促進(jìn)了數(shù)據(jù)評估,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,且操作簡單。熒光過程提供了兩個用于成像的測量參數(shù):強度和熒光壽命。熒光壽命是指分子停留在激發(fā)態(tài)的時間??梢酝ㄟ^觀察足夠大量的激發(fā)-發(fā)射事件集中來測量熒光染料的典型壽命。我們可以測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。這是壽命測定的主要優(yōu)勢。深圳三維熒光壽命成像供應(yīng)
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