熒光壽命成像的原理:熒光壽命是熒光團在發(fā)射熒光光子返回基態(tài)之前保持其激發(fā)態(tài)的平均時間長度。這取決于熒光團的分子組成和納米環(huán)境。熒光壽命成像將壽命測量與成像相結(jié)合:對每個圖像像素以測得的熒光壽命進行顏色編碼,產(chǎn)生額外的圖像反差。因此,熒光壽命成像可以提供關(guān)于熒光分子空間分布的信息和有關(guān)其生化狀態(tài)或納米環(huán)境的信息。有很多技術(shù)可以在顯微鏡環(huán)境中檢測熒光壽命。常見的的是基于供體(受體光漂白,F(xiàn)RET AB)或受體(敏化發(fā)射,F(xiàn)RET SE)熒光強度的技術(shù)。熒光壽命成像可以運用在哪些地方?湖南顯微熒光壽命成像使用方法
熒光壽命成像可以干什么?熒光壽命成像圖像中每一個像素點在phasor圖上都有一個對應的點。因此我們可以獲取每個像素點的壽命信息,也可以獲知每一壽命所對應的圖像區(qū)域。熒光壽命成像可以提供熒光強度(光子數(shù))和光子壽命的空間分布,具有200 nm的空間分辨率和皮秒量級的時間分辨率。通過雙光子激發(fā)(結(jié)合飛秒脈沖和共焦顯微鏡)可以直接檢測熒光和時間分辨的熒光壽命。這種無損檢測技術(shù),無需解剖或?qū)iT制造分層樣品,不但可在樣品表面,還可在樣品表面以下實現(xiàn)深度解析測量。特別適用于新材料、光子學、光伏、光催化、生物材料、納米材料和納米復合材料以及其相關(guān)的原理探究和設(shè)計優(yōu)化。佛山分子熒光壽命成像熒光壽命成像特別適用于新材料、光子學、光伏、光催化、生物材料的原理探究和設(shè)計優(yōu)化。
熒光壽命顯微成像技術(shù)具有對生物大分子結(jié)構(gòu)、動力學信息和分子環(huán)境等進行高分辨高精度測量的能力,因此其重要性日漸提升,被普遍地應用于生物學研究及臨床診斷等領(lǐng)域。熒光壽命,分子包含多個能態(tài)S0、S1、S2和三重態(tài)T1,每個能態(tài)都包含多個精細的能級。正常情況下,大部分電子處在較低能態(tài)即基態(tài)S0的較低能級上,當分子被光束照射,會吸收光子能量,電子被激發(fā)到更高的能態(tài)S1或S2上,在S2能態(tài)上的電子只能存在很短暫的時間,便會通過內(nèi)轉(zhuǎn)換過程躍遷到S1上,而S1能態(tài)上的電子亦會在極短時間內(nèi)躍遷到S1的較低能級上,而這些電子會存在一段時間后通過震蕩弛豫輻射躍遷到基態(tài),這個過程會釋放一個光子,即熒光。
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。熒光壽命成像中的熒光壽命是什么意思?
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。熒光的特性包含有:熒光激發(fā)和發(fā)射光譜、熒光強度、量子效率、熒光壽命等。湖北分子熒光壽命成像好不好
為什么說熒光壽命成像FLIM相比于熒光強度成像更有優(yōu)勢?湖南顯微熒光壽命成像使用方法
熒光壽命成像在生命科學研究中的應用:自發(fā)熒光FLIM被普遍應用于非標記生物成像領(lǐng)域。所謂自發(fā)熒光,即生物細胞本身便包含熒光分子,稱為內(nèi)源性熒光分子團。FLIM通過對自發(fā)熒光分子團(如NAD(P)H)熒光壽命的考察,可以實現(xiàn)細胞代謝的監(jiān)測。這種方案無需人為對樣品加入熒光試劑便可以發(fā)射熒光,有效減少了熒光染料對樣品的毒性、熒光分子與樣品的非特異性結(jié)合及染料對生理性能的干擾影響。外源分子探針FLIM借助于外部熒光染料的注入以產(chǎn)生熒光。如今,為了利用FLIM對物理條件(包括粘度、溫度、酸度和氧化作用)的敏感性,已經(jīng)開發(fā)出了許多適用于體內(nèi)和體外應用的光學探針。湖南顯微熒光壽命成像使用方法
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