化学荧光寿命成像原理

影响荧光寿命成像测量的因素：高浓度样品的影响：1）当激发光照射高浓度样品时，在激发光入口附近产生荧光，但这些荧光并不能进入荧光检测器。2）高浓度的分子之间相互作用而发生活性阻碍现象。3）荧光的再吸收：即荧光光谱的短波长端和激发光谱的长波长端如果相互重叠，则发生荧光再吸收。荧光寿命成像具有200 nm的空间分辨率和皮秒量级的时间分辨率。散射光的影响： 主要是瑞利散射光和拉曼散射光的影响较大。校正办法：先用短的激发光激发，检出溶液的拉曼峰，然后进行荧光光谱校正。因为荧光光谱不随激发光波长的改变而改变，而拉曼光却随之改变。荧光寿命的测量和荧光寿命成像主要有时间相关单光子计数法、门控探测法、条纹相机测量法、频闪技术方式。化学荧光寿命成像原理

荧光寿命成像技术（Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy，FLIM）是一种在显微尺度下展现荧光寿命空间分布的技术，由于其不受样品浓度影响，具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能，目前在生物医学工程、光电半导体材料等领域是一种重要的表征测量手段。荧光和荧光寿命：分子包含多个单能态S0、S1、S2…和三重态T1…，每个能态都包含多个精细的能级。正常情况下，大部分电子处在*低能态即基态S0 的*低能级上，当分子被光束照射，会吸收光子能量，电子被激发到更高的能态S1 或S2 上，在S2 能态上的电子只能存在很短暂的时间，便会通过内转换过程跃迁到S1 上，而S1 能态上的电子亦会在极短时间内跃迁到S1 的*低能级上，而这些电子会存在一段时间后通过震荡弛豫辐射跃迁到基态，这个过程会释放一个光子，即荧光。此外，亦会有电子跃迁至三重态T1 上，再由T1 跃迁至基态，我们称之为磷光。化学荧光寿命成像原理荧光寿命成像具高灵敏度、可检测人体生物样品等优点。

荧光寿命是指分子受到光脉冲激发后返回基态之前在激发平均停留的时间，处于激发态的荧光分子在从激发到基态的过程中发射荧光释放能量。荧光寿命取决于荧光分子所处的微环境，通过对样品荧光寿命的测量和成像可以定量获取样品的功能信息。荧光寿命成像技术有两种：时间域和频率域。（1）时域FLIM：需要脉冲光源，所以一般在双光子的系统上比较常见FLIM（荧光寿命成像Fluorescence Life-time imaging Microcopy简称FLIM）。（2）频域FLIM：需要一个相位调制的光源，有用LED调制的， FLIM对很多研究都有帮助，以下为荧光寿命成像FLIM的应用：1）细胞体自身荧光寿命分析；2）自身荧光相对荧光标记的有效区分；3）具有相同频谱性质的不同荧光标记的区分；4）活细胞内水介质的PH值测量；5）局部氧气浓度测量；6）活细胞内钙浓度测量；7）时间分辨Forster共振能量转移（FRET）：纳米级尺度上的远程测量，环境敏感的FRET探针定量测量。

荧光寿命成像具有什么优势？荧光寿命成像的优势：通过荧光强度成像可以获得荧光分子的空间分布，较为直接和简便，但是当荧光分子具有相似的频谱特性，或是同样的荧光分子在不同环境下时，依赖强度进行成像的方案便无法准确反映信息。与基于光强的成像方式不同，FLIM成像适用于测量荧光分子环境的变化，或是测量分子的运动情况。其结果与荧光分子浓度无关，且不受影响光强的光散射或是光吸收影响，可以精确测量荧光淬灭过程，对生物分子微环境进行定量测量。荧光寿命成像不受染料浓度的影响；

荧光寿命成像技术能够实时监控纳米颗粒在细胞内的稳定性。FLIM不但具有其它荧光显微镜所具有的高灵敏度、可检测生物生物样品等优点，它在监控荧光纳米材料的稳定性上还具有以下几个优势：（1）荧光寿命不受荧光探针的浓度的影响，可排除纳米材料的胞吐及细胞分化导致的纳米颗粒的稀释等对测量的影响；（2）很多常见的发光材料的荧光寿命都远远大于细胞的自荧光的寿命，很易去除生物自荧光对荧光成像的干扰；（3）发光材料的荧光寿命和其材料的稳定性密切相关，荧光寿命的改变可以灵敏地反映相应材料的化学稳定性。基于上述原理，他们利用FLIM技术系统考察了半导体量子点和金纳米簇在活的细胞（HeLa）里72小时内的稳定性，以及不同的表面配体对这一过程的影响。荧光寿命成像可以提供有关电信号变化、离子和氧含量、温度、细胞或其环境中的 pH 值的定量信息。湖北分子荧光寿命成像制造

荧光寿命取决于荧光分子所处的微环境。化学荧光寿命成像原理

荧光寿命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。化学荧光寿命成像原理

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