熒光壽命成像技術及其在生物醫學中的應用:熒光分子的壽命就像熒光分子的激發光譜和發射光譜一樣是熒光分子的固有特性,隨著近年來對蛋白及分子功能研究的不斷深入,科研工作者除對多色成像、鈣成像等功能成像的需求日漸增多之外,對熒光壽命成像的需求也逐漸增加,而熒光壽命成像能提供除熒光強度、熒光光譜信息之外的熒光分子的壽命信息,可用于分子間相互作用(FRET)、分子所處微環境的離子濃度(如Ca2+、pH)及細胞代謝水平的改變等測量,并可拆分光譜重疊的熒光染料及染料和自發熒光,還可以結合熒光相關光譜對單分子實現熒光壽命相關光譜FLCS的測量。熒光壽命成像擴展了傳統熒光成像的維度,是功能成像的理想工具,在生物醫學領域有廣闊的應用前景。熒光壽命成像主要通過TCSPC技術實現。湖南紅外熒光壽命成像價錢
影響熒光壽命成像測量的因素有哪些?散射光的影響: 主要是瑞利散射光和拉曼散射光的影響較大。校正辦法:先用短的激發光激發,檢出溶液的拉曼峰,然后進行熒光光譜校正。因為熒光光譜不隨激發光波長的改變而改變,而拉曼光卻隨之改變。高濃度樣品的影響:1)當激發光照射高濃度樣品時,在激發光入口附近產生熒光,但這些熒光并不能進入熒光檢測器。2)高濃度的分子之間相互作用而發生活性阻礙現象。3)熒光的再吸收:即熒光光譜的短波長端和激發光譜的長波長端如果相互重疊,則發生熒光再吸收。湖南紅外熒光壽命成像價錢熒光壽命成像擴展了傳統熒光成像的維度,是功能成像的理想工具;
新技術和新概念的發展促進了數據評估,意味著熒光壽命成像(FLIM)的速度提高了10倍,可以媲美標準共聚焦成像,且操作簡單。熒光過程提供了兩個用于成像的測量參數:強度和熒光壽命。熒光壽命是指分子停留在激發態的時間??梢酝ㄟ^觀察足夠大量的激發-發射事件集中來測量熒光染料的典型壽命。我們可以測量圖像中所有像素的典型壽命,并將這些數字記入數組元素。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關。無論樣品結構只有零星熒光染料還是載滿熒光染料:壽命信號始終相同,并表明在同一環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——但壽命并沒有改變。這是壽命測定的主要優勢。
熒光壽命成像和生物發光的異同點是什么?生物發光與熒光壽命成像不同點:產生光子的原理不同,類似于我們都是通過肉眼去觀察螢火蟲和發光水母一樣,生物發光與熒光成像在本質上,都是機體中特定的細胞或材料發出光子,被高靈敏度的CCD檢測到形成圖像,但是生物發光與熒光壽命成像產生光子的過程和機制是完全不同的。生物發光與熒光成像相同點:都需要對細胞進行標記。生物發光產生的光子和熒光壽命成像產生的光子都可以被高靈敏的CCD檢測并形成圖像,就像一個人的眼睛就可以既看到螢火蟲又可以看到發光水母一樣。除此之外,生物發光和熒光壽命成像都需要對目標細胞進行標記,讓細胞產生熒光素酶或者熒光蛋白。熒光壽命成像可以用于無法控制局部探針濃度的熒光顯微鏡中。
在基于時間相關單光子計數的熒光壽命成像實驗中,通過選用超快激光器可以優化脈沖持續時間,單光子探測器和時間數字轉換器的時間抖動則成為制約時間分辨率的關鍵參數。熒光壽命成像可進行高質量的多色成像實驗或實現STED、PALM/STORM等超分辨率熒光顯微成像。目前TCSPC是主要應用的熒光壽命測定技術。熒光壽命通常在ps~us量級,在如此短的時間量級上進行測量,它是較為成熟準確的測試手段。TCSPC的工作原理是使用一個同步信號源驅動激光器,出射光脈沖照射樣品池,在利用光子探測裝置(多為PMT)對熒光信號進行探測,每一個光子計數信號在FT1010中都會落入一個對應的時間窗口,經過一定時間的統計疊加后即得到熒光壽命曲線。幾十萬次重復以后,不同的時間通道累積下來的光子數目不同。熒光壽命取決于熒光分子所處的微環境,通過對樣品熒光壽命的測量和成像可以定量獲取樣品的功能信息。杭州三維熒光壽命成像
熒光壽命成像不需要考慮跳色的影響,從而免去了計算和去除跳色雜質信號的麻煩;湖南紅外熒光壽命成像價錢
熒光壽命成像可以應用到個性化化療:要針對患者所患的特殊病癥,找到較有效的抗病藥物至關重要。但是,病細胞對不同類型藥物的反應并不是完全可預測的。因此,進行活檢,將細胞培養并用不同的藥物處理。同時,它們被FLIM重復成像。熒光壽命表明治理后細胞代謝狀態的早期改變。因此,通過這些測量,只需幾天即可確定較有效的藥物。熒光壽命成像將時域多指數衰減分析與相量圖相結合。時域中熒光衰減的測量需要短的激發脈沖和快速的檢測電路。樣品中的每個點都被依次激勵。使用時域方法,壽命是從對衰減數據的指數擬合得出的。湖南紅外熒光壽命成像價錢
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