江苏化学荧光寿命成像

时间:2022年05月20日 来源:

荧光寿命成像可以应用到个性化化疗:要针对患者所患的特殊病症,找到较有效的抗病药物至关重要。但是,病细胞对不同类型药物的反应并不是完全可预测的。因此,进行活检,将细胞培养并用不同的药物处理。同时,它们被FLIM重复成像。荧光寿命表明治理后细胞代谢状态的早期改变。因此,通过这些测量,只需几天即可确定较有效的药物。荧光寿命成像将时域多指数衰减分析与相量图相结合。时域中荧光衰减的测量需要短的激发脉冲和快速的检测电路。样品中的每个点都被依次激励。使用时域方法,寿命是从对衰减数据的指数拟合得出的。荧光寿命成像在生物医学领域有广阔的应用前景。江苏化学荧光寿命成像

荧光寿命成像开始用于组织体的在体成像,与传统的使用荧光强度和光谱信息作为鉴别组织异常的成像方式相比,寿命成像提供了更多的生化诊断信息。荧光寿命成像已用于骨骼和牙齿的诊断。另外,采用多光子激发可显著提高组织体的成像深度,如对人体皮肤自体荧光进行多光子激发荧光寿命成像,成像深度达200 um,组织体的荧光寿命分布揭示了细胞代谢状态的变化,可用于对皮肤病的诊断。对腔体中瘤的早期临床诊断,已开发出具有实时及寿命分辨功能的内窥镜,并对离体膀胱样品进行测试,得到了黄素分子的自体荧光寿命图像。江苏化学荧光寿命成像将荧光寿命成像与共聚焦成像技术结合起来,实现人体三维荧光寿命成像,实现人体三维功能成像奠定基础。

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。

影响荧光寿命成像测量的几种因素:1.温度影响:一般说来,荧光随温度升高而强度减弱,温度升高1℃,荧光强度下降1~10%不等。测定时,温度必须保持恒定。 2.PH值影响:PH 值影响物质的荧光,应选择较佳PH制备样品。 3.光分解对荧光测定的影响: 荧光物质吸收紫外可见光后,发生光化学反应,导致荧光强度下降。因此,荧光分析要采用高灵敏度的检测器,而不是用增强光源来提高灵敏度。测定时,用较窄的激发光部分的狭缝,以减弱激发光。同时,用较宽的发射狭缝引导荧光。荧光分析应尽量在暗环境中进行。荧光寿命成像扩展了传统荧光成像的维度,是功能成像的理想工具;

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。荧光寿命对依赖于荧光团结构的内部因素敏感。北京生物荧光寿命成像报价

荧光寿命检测经典方法为点对点的时间相关单光子计数(TCSPC)。江苏化学荧光寿命成像

在使用TCSPC测量荧光寿命的过程中,需要调节样品的荧光强度,确保每次激发后较多只有一个荧光光子到达终止光电倍增管。TCSPC方法的突出优点是灵敏度高、测量结果准确、系统误差小。采用该技术对样品进行荧光寿命成像时,必须逐点测量样品的荧光寿命,而每一点的测量时间又比较长,因此,通常认为该技术不太适合荧光寿命测量。不过,近年来,随着TCSPC技术和固体超快激光技术的发展,TCSPC技术已具备快速测量荧光寿命的条件。通过与激光共聚焦显微镜的结合,可以对样品进行荧光寿命成像的测量。江苏化学荧光寿命成像

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