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(guò)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(guò)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(wàn)次重復(fù)以后,不同的時(shí)間通道累積下來(lái)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(hào)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(shí)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(guò)程并改變熒光團(tuán)的壽命。熒光壽命是微環(huán)境的相對(duì)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(cè)。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(jià)值。熒光壽命成像原理及應(yīng)用說(shuō)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(shí)間,處于激發(fā)態(tài)的熒光分子在從激發(fā)到基態(tài)的過(guò)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(guò)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。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(guò)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。
分子的熒光壽命在幾納秒至幾百納秒之間,因此,測(cè)量熒光壽命成像需要極快響應(yīng)時(shí)間的探測(cè)器。如今主要存在兩類方案:一是時(shí)域測(cè)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(cè)量熒光的發(fā)射幾率隨時(shí)間的變化。典型的時(shí)域測(cè)量方法有TCSPC和時(shí)間門(TG)兩種。TCSPC利用快速秒表測(cè)量激發(fā)脈沖與探測(cè)熒光之間的時(shí)間差。使用高重復(fù)脈沖激發(fā)光激發(fā)樣品,在每一個(gè)脈沖周期內(nèi),較多激發(fā)熒光分子發(fā)出一個(gè)光子,然后記錄光子出現(xiàn)的時(shí)刻,并在該時(shí)刻記錄一個(gè)光子,再下一個(gè)脈沖周期內(nèi)也是相同的情況,經(jīng)過(guò)多次計(jì)數(shù)可以得到熒光光子隨時(shí)間的分布曲線。相似的,TG則探測(cè)不同時(shí)間窗口內(nèi)的熒光強(qiáng)度,通過(guò)曲線擬合得到熒光壽命。二是頻域測(cè)量,對(duì)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(qiáng)度也會(huì)受到振幅調(diào)制,兩個(gè)調(diào)制信號(hào)之間存在與熒光壽命相關(guān)的相位差,因此可以測(cè)量該相位差計(jì)算熒光壽命。
熒光顯微技術(shù)具有無(wú)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(lái),隨著生命科學(xué)的發(fā)展,對(duì)熒光顯微技術(shù)也提出了越來(lái)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(cè)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(dòng)生命科學(xué)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外,熒光顯微技術(shù)也在成像的對(duì)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。熒光壽命成像擴(kuò)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(diǎn):熒光壽命顯微成像(Fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)是熒光壽命測(cè)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(cè)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(qiáng)度和光漂白影響等優(yōu)點(diǎn)。在過(guò)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(duì)細(xì)胞信號(hào)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(wú)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(lái)講是一定的,不受激發(fā)光強(qiáng)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(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(guò)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^(guò)觀察足夠大量的激發(fā)-發(fā)射事件集中來(lái)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(wú)關(guān)。無(wú)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(méi)有改變。這是壽命測(cè)定的主要優(yōu)勢(shì)。深圳三維熒光壽命成像供應(yīng)
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