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(diǎn),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(jī)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(jī)遇。熒光壽命成像這種技術(shù)相對較新,涉及到同時在圖像的每個像素處確定熒光衰減時間的空間分布。遼寧植物熒光壽命成像操作步驟
熒光壽命成像技術(shù)實(shí)時監(jiān)控納米顆粒在細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定性:利用熒光壽命成像顯微鏡技術(shù)可實(shí)現(xiàn)可以實(shí)時監(jiān)控發(fā)光納米顆粒在活細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定性。熒光壽命成像不但具有其它熒光顯微鏡所具有的高靈敏度、可檢測人體生物樣品等優(yōu)點(diǎn),它在監(jiān)控?zé)晒饧{米材料的穩(wěn)定性上還具有以下幾個優(yōu)勢:(1)熒光壽命不受熒光探針的濃度的影響,可排除納米材料的胞吐及細(xì)胞分化導(dǎo)致的納米顆粒的稀釋等對測量的影響;(2)很多常見的發(fā)光材料的熒光壽命都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)胞的自熒光的壽命,很易去除生物自熒光對熒光成像的干擾;(3)發(fā)光材料的熒光壽命和其材料的穩(wěn)定性密切相關(guān),熒光壽命的改變可以靈敏地反映相應(yīng)材料的化學(xué)穩(wěn)定性。廣東化學(xué)熒光壽命成像熒光壽命顯微成像,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(jì)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(xué)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(xì)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(jìn)成像系統(tǒng),如雙光子成像、結(jié)構(gòu)光照明等,可進(jìn)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(xué)習(xí)等熱點(diǎn)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(bǔ)了基于強(qiáng)度成像的問題,對生物醫(yī)學(xué)檢測有著重要的意義。
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(qiáng)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??梢酝ㄟ^使用脈沖源在時域中確定熒光壽命。當(dāng)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(jì)數(shù)(tcspc)通常被用作熒光壽命的測量方法,因?yàn)樗a(bǔ)償了在源強(qiáng)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(fù)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(diǎn)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(yīng)地提取壽命參數(shù)。熒光壽命成像系統(tǒng)是一種用于化學(xué)領(lǐng)域的分析儀器。
熒光壽命成像技術(shù)(Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy,F(xiàn)LIM)是一種在顯微尺度下展現(xiàn)熒光壽命空間分布的技術(shù),由于其不受樣品濃度影響,具有其他熒光成像技術(shù)無法代替的優(yōu)異性能,目前在生物醫(yī)學(xué)工程、光電半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域是一種重要的表征測量手段。熒光和熒光壽命:分子包含多個單能態(tài)S0、S1、S2…和三重態(tài)T1…,每個能態(tài)都包含多個精細(xì)的能級。正常情況下,大部分電子處在*低能態(tài)即基態(tài)S0 的*低能級上,當(dāng)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*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。此外,亦會有電子躍遷至三重態(tài)T1 上,再由T1 躍遷至基態(tài),我們稱之為磷光。熒光壽命成像有潛力應(yīng)用于瘤識別,病變診斷等領(lǐng)域。佛山生物熒光壽命成像生產(chǎn)
熒光壽命成像具有其它熒光顯微鏡所具有的高靈敏度、可檢測人體生物樣品等優(yōu)點(diǎn)。遼寧植物熒光壽命成像操作步驟
熒光壽命成像分析:熒光壽命是用于幾種生物測定的穩(wěn)健參數(shù)。它有可能替代傳統(tǒng)的測量技術(shù),如吸收法、冷光法或熒光強(qiáng)度法3。熒光團(tuán)物理化學(xué)環(huán)境的任何變化都會導(dǎo)致熒光壽命的改變??赏ㄟ^各種機(jī)制來研發(fā)基于壽命的分析,例如簡單的結(jié)合測定,涉及到兩個組分的結(jié)合(一個被熒光標(biāo)記)而引起FLT的變化。另一種機(jī)制是猝滅釋放型測定,涉及大量過量存在的猝滅物質(zhì),其具有低而有限的熒光。一旦熒光化合物被釋放(通過酶促反應(yīng)或與互補(bǔ)DNA結(jié)合),系統(tǒng)的壽命就會改變。FLT可與FRET(熒光共振能量轉(zhuǎn)移)分析結(jié)合用于能量轉(zhuǎn)移效率測量。遼寧植物熒光壽命成像操作步驟
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