熒光壽命成像可以應(yīng)用到個性化化療:要針對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,病細胞對不同類型藥物的反應(yīng)并不是完全可預(yù)測的。因此,進行活檢,將細胞培養(yǎng)并用不同的藥物處理。同時,它們被FLIM重復(fù)成像。熒光壽命表明治理后細胞代謝狀態(tài)的早期改變。因此,通過這些測量,只需幾天即可確定較有效的藥物。熒光壽命成像將時域多指數(shù)衰減分析與相量圖相結(jié)合。時域中熒光衰減的測量需要短的激發(fā)脈沖和快速的檢測電路。樣品中的每個點都被依次激勵。使用時域方法,壽命是從對衰減數(shù)據(jù)的指數(shù)擬合得出的。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。遼寧單分子熒光壽命成像研發(fā)
熒光壽命成像中的熒光壽命及其含義:假定一個無限窄的脈沖光(δ函數(shù))激發(fā)n0個熒光分子到其激發(fā)態(tài),處于激發(fā)態(tài)的分子將通過輻射或非輻射躍遷返回基態(tài)。假定兩種衰減躍遷速率分別為Γ和knr,則激發(fā)態(tài)衰減速率可表示為:其中n(t)表示時間t時激發(fā)態(tài)分子的數(shù)目,由此可得到激發(fā)態(tài)物種的單指數(shù)衰減方程。熒光壽命定義為衰減總速率的倒數(shù):熒光強度正比于衰減的激發(fā)態(tài)分子數(shù),因此可將上式改寫為:其中I0是時間為零時的熒光強度,τ為熒光壽命。也就是說熒光強度衰減到初始強度的1/e時所需要的時間就是該熒光物種在測定條件下的熒光壽命。實際上用熒光強度的對數(shù)對時間作圖,直線斜率即為熒光壽命倒數(shù)的負值。熒光壽命也可以理解為熒光物種在激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計平均停留時間。事實上當(dāng)熒光物質(zhì)被激發(fā)后有些激發(fā)態(tài)分子立即返回基態(tài),有的甚至可以延遲到5倍于熒光壽命時才返回基態(tài),這樣就形成了實驗測定的熒光強度衰減曲線。遼寧單分子熒光壽命成像研發(fā)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)。
熒光壽命成像技術(shù)實時監(jiān)控納米顆粒在細胞內(nèi)的穩(wěn)定性:利用熒光壽命成像顯微鏡技術(shù)可實現(xiàn)可以實時監(jiān)控發(fā)光納米顆粒在活細胞內(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,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遠大于細胞的自熒光的壽命,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。
熒光壽命成像技術(shù)有兩種:時間域和頻率域。(1)時域FLIM:需要脈沖光源,所以一般在雙光子的系統(tǒng)上比較常見FLIM(熒光壽命成像Fluorescence Life-time imaging Microcopy簡稱FLIM),理由一是激光是脈沖的,二是買雙光子的老師一般也搭配一個FLIM。(2)頻域FLIM:需要一個相位調(diào)制的光源,有用LED調(diào)制的。熒光壽命成像FLIM的應(yīng)用:1)細胞體自身熒光壽命分析;2)自身熒光相對熒光標(biāo)記的有效區(qū)分;3)具有相同頻譜性質(zhì)的不同熒光標(biāo)記的區(qū)分;4)活細胞內(nèi)水介質(zhì)的PH值測量;5)局部氧氣濃度測量;6)活細胞內(nèi)鈣濃度測量;7)時間分辨Forster共振能量轉(zhuǎn)移(FRET):納米級尺度上的遠程測量,環(huán)境敏感的FRET探針定量測量。熒光壽命成像能夠靈敏地反應(yīng)熒光基團生化特性以及周圍微環(huán)境的變化情況。
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(FLT)是熒光團在發(fā)射光子并返回基態(tài)之前花費在激發(fā)態(tài)的時間。重慶單分子熒光壽命成像哪家便宜
熒光壽命成像主要通過TCSPC技術(shù)實現(xiàn)。遼寧單分子熒光壽命成像研發(fā)
熒光壽命成像 (FLIM)通過建立檢測到的熒光事件的直方圖來確定壽命??娠@示單指數(shù)或多指數(shù)熒光衰減。數(shù)值曲線擬合表示熒光壽命和振幅(即檢測到的光子數(shù))。由于FRET減少了供體壽命,因此如果無FRET的供體壽命已知,就可以量化FRET發(fā)生的程度。該供體壽命τ作為分析FRET樣品的一定參考。因此,F(xiàn)LIM-FRET為內(nèi)部參照—這一特點減少了基于強度測量FRET時的很多缺點。由于其熒光壽命是染料的固有特性,因此對其他不利影響(如光漂白、圖像明暗處理、不同濃度或表達水平)具有普遍的不變性。使用基于強度的FRET測量的主要限制是所有可觀察的供體分子都經(jīng)歷FRET的基本假設(shè)。通常情況并非如此。供體分子這種變化的“非結(jié)合”組分給測量的FRET效率帶來了相當(dāng)大的不確定性,使得無法在實驗之間進行比較。熒光壽命成像克服了這一缺點。遼寧單分子熒光壽命成像研發(fā)
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