深圳开放式荧光寿命成像原理

荧光寿命成像FLIM所面临的挑战：在数据处理上，由于曲线拟合迭代过程的需求，计算成本较其他成像方案更高。在成像原理上，荧光寿命受多种外界因素影响，这些因素包括分子相互作用、pH值、温度和粘滞阻力等，很难对这些参数控制变量，使得测量荧光寿命存在交叉干扰问题。此外，与普通光学显微技术类似，介质光散射影响成像信噪比及空间分辨率，成像深度受到限制。FLIM已经在系统装置、荧光探针和数据处理算法等方面得到了较快的发展，这也使得荧光寿命成像FLIM在对细胞微环境成像和生物代谢监测发挥出不可替代的作用。结合多种先进成像系统，如双光子成像、结构光照明等，可进一步提升荧光寿命成像FLIM的分辨率和测量精度。另一方面，提升荧光寿命解调的算法性能，将压缩感知、深度学习等热点算法与FLIM结合，也同样对FLIM的发展起着至关重要的作用。总的来说，荧光寿命成像FLIM的发展很好地弥补了基于强度成像的问题，对生物医学检测有着重要的意义。荧光寿命成像基于荧光团的荧光寿命取决于其分子环境而并非浓度的事实。深圳开放式荧光寿命成像原理

新技术和新概念的发展促进了数据评估，意味着荧光寿命成像(FLIM)的速度提高了10倍，可以媲美标准共聚焦成像，且操作简单。荧光过程提供了两个用于成像的测量参数：强度和荧光寿命。荧光寿命是指分子停留在激发态的时间。可以通过观察足够大量的激发-发射事件集中来测量荧光染料的典型寿命。我们可以测量图像中所有像素的典型寿命，并将这些数字记入数组元素。那就是荧光寿命成像。典型的荧光寿命范围在0.2到20纳秒之间。荧光寿命与荧光染料的浓度无关。无论样品结构只有零星荧光染料还是载满荧光染料：寿命信号始终相同，并表明在同一环境中存在相同的荧光染料。因此，荧光寿命不受光漂白的影响。样品深处的图像将比表面图像暗得多——但寿命并没有改变。这是寿命测定的主要优势。浙江单分子荧光寿命成像采购荧光寿命成像(FLIM)可用于测量分子环境参数。

荧光寿命成像：作为荧光成像中除光谱和强度之外的新维度，当前，荧光寿命成像主要应用领域包括：用于样品分离，如利用不同染料荧光寿命的差异将不同组织、正常与病变细胞等有效分离。荧光团在光谱上非常相似（max 580 vs 573）无法分离，但它们在荧光寿命上差异明显。作为生物传感器，如评价药物/理化条件对细胞的影响、Ca+震荡等。充分拓展了寿光命成像的使用范围，实现可相互验证的多维度样品成像。实现真正的生物动力学分析和功能成像。

市场上荧光寿命的测量方式可分为时域法和频域法，两者在本质上是相通的，测量精度相近，频域技术是时域法的傅里叶变换的延伸。时域和频域技术在各种显微寿命成像平台中都有应用，时间相关单光子计数方法（TCSPC )是常见的时域技术，而新兴的数字频域技术（FastFLIM™ )则取代了传统的模拟频域技术，凭借其独恃的优势成为应用广的频域技术。荧光寿命成像主要通过TCSPC技术（Time-Correlated Single Photon Counting）实现。由于TCSPC系统，一个激光脉冲只采集一个光子信号，所以激光器的重复频率决定了系统的数据采集速度。重频越高，采集速度越快，数据信噪比越好。荧光寿命可以在频域或者时间域测量。

荧光寿命成像是什么？如果分子环境刺激激发态衰变而不发射光子，则荧光强度会降低（淬灭）。荧光淬灭是一条单独的发射路径，因此在动力学上与荧光过程形成竞争关系。激发态存储现在可以通过一个以上的过程衰变，从而缩短荧光寿命。这种寿命的改变可用于收集分子环境的信息。一种特殊类型的淬灭是将激发能量以非辐射的方式传递到相邻的不同荧光染料中：“荧光共振能量转移”，FRET。此时，不只第1个荧光染料（供体）变暗，寿命变短，而且第二个荧光染料（受体）在“错误的”激发颜色下开始发光。由于这种效果的产生需要两种荧光染料（小于10 nm）的密切接触，因此将其用作研究分子相互作用的“分子标尺”。它也是许多现代FRET生物传感器的基础。由于荧光寿命成像不受样品浓度影响，具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能。深圳开放式荧光寿命成像原理

随着技术的发展，在显微镜视野内进行超快速全像素荧光寿命信号采集的荧光寿命成像成为可能。深圳开放式荧光寿命成像原理

在种类繁多的显微技术中，荧光寿命显微成像技术（FLIM）具有对生物大分子结构、动力学信息和分子环境等进行高分辨高精度测量的能力，因此其重要性日渐提升，被普遍地应用于生物学研究及临床诊断等领域。荧光的特性包含有：荧光激发和发射光谱、荧光强度、量子效率、荧光寿命等,其中，荧光寿命是指荧光分子在激发态上存在的平均时间（纳秒量级）。分子的荧光寿命在几纳秒至几百纳秒之间，因此，测量荧光寿命需要极快响应时间的探测器。荧光寿命成像的发展很好地弥补了基于强度成像的问题，对生物医学检测有着重要的意义。深圳开放式荧光寿命成像原理

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