浙江植物荧光寿命成像原理

时间:2022年06月15日 来源:

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。荧光寿命检测经典方法为点对点的时间相关单光子计数(TCSPC)。浙江植物荧光寿命成像原理

荧光显微技术具有无损、非接触、高特异性、高灵敏、高体友好以及能够提供功能信息等突出优点,一直是生命科学,尤其是细胞生物学研究的重要工具。近年来,随着生命科学的发展,对荧光显微技术也提出了越来越高的要求,激光技术、荧光探针标记技术、新型荧光探测技术和成像手段的不断发展,极大地促进了荧光显微技术的发展,成为推动生命科学发展的重要动力。此外,荧光显微技术也在成像的对比机制方面获得了很大的进展。超分辨(SR)成像技术的发展,也为荧光寿命成像(FLIM)的新发展提供了巨大的机遇。浙江植物荧光寿命成像原理荧光寿命成像可用于多种生物应用,包括组织表面扫描、组织类型绘图、光动力治理、皮肤成像等。

荧光寿命成像或FLIM是基于荧光样品中不同区域的荧光的指数衰减速率的差异。由τ决定荧光寿命成像的每个像素的强度,这使研究人员可以查看具有不同荧光衰减率的材料之间的对比度,还可以产生显示其他衰减路径变化的图像。可以通过使用脉冲源在时域中确定荧光寿命。当荧光物质被超短脉冲激发时,时间分辨的荧光将呈指数衰减。时间相关单光子计数(tcspc)通常被用作荧光寿命的测量方法,因为它补偿了在源强度和单光子的脉冲幅度的变化。更具体地说,TCSPC由单个光子雪崩光电二极管(SPAD)记录相对于激发激光脉冲的单个光子的寿命。重复记录多个激光脉冲,并在记录了足够多的事件后,研究人员能够建立所有这些记录的时间点上事件数量的直方图。然后,可以将该直方图拟合到的指数寿命衰减函数的指数函数,并且可以相应地提取寿命参数。

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。荧光寿命成像使用简单,方便快捷,不需要进行参数调节。

荧光寿命成像FLIM在生物学上的应用根据荧光分子种类可以分为三种:分别为自发荧光FLIM、外源分子探针FLIM和FRET-FLIM。自发荧光FLIM被普遍应用于非标记生物成像领域。所谓自发荧光,即生物细胞本身便包含荧光分子,称为内源性荧光分子团。FLIM通过对自发荧光分子团(如NAD(P)H和FAD)荧光寿命的考察,可以实现细胞代谢的监测。这种方案无需人为对样品加入荧光试剂便可以发射荧光,有效减少了荧光染料对样品的毒性、荧光分子与样品的非特异性结合及染料对生理性能的干扰影响。荧光寿命成像(FLIM)可用于测量分子环境参数。深圳多色荧光寿命成像使用方法

荧光寿命成像不需要考虑跳色的影响,从而免去了计算和去除跳色杂质信号的麻烦;浙江植物荧光寿命成像原理

荧光寿命成像 (FLIM)通过建立检测到的荧光事件的直方图来确定寿命。可显示单指数或多指数荧光衰减。数值曲线拟合表示荧光寿命和振幅(即检测到的光子数)。由于FRET减少了供体寿命,因此如果无FRET的供体寿命已知,就可以量化FRET发生的程度。该供体寿命τ作为分析FRET样品的一定参考。因此,FLIM-FRET为内部参照—这一特点减少了基于强度测量FRET时的很多缺点。由于其荧光寿命是染料的固有特性,因此对其他不利影响(如光漂白、图像明暗处理、不同浓度或表达水平)具有普遍的不变性。使用基于强度的FRET测量的主要限制是所有可观察的供体分子都经历FRET的基本假设。通常情况并非如此。供体分子这种变化的“非结合”组分给测量的FRET效率带来了相当大的不确定性,使得无法在实验之间进行比较。荧光寿命成像克服了这一缺点。浙江植物荧光寿命成像原理

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