熒光壽命成像技術有兩種:時間域和頻率域。(1)時域FLIM:需要脈沖光源,所以一般在雙光子的系統上比較常見FLIM(熒光壽命成像Fluorescence Life-time imaging Microcopy簡稱FLIM),理由一是激光是脈沖的,二是買雙光子的老師一般也搭配一個FLIM。(2)頻域FLIM:需要一個相位調制的光源,有用LED調制的。熒光壽命成像FLIM的應用:1)細胞體自身熒光壽命分析;2)自身熒光相對熒光標記的有效區分;3)具有相同頻譜性質的不同熒光標記的區分;4)活細胞內水介質的PH值測量;5)局部氧氣濃度測量;6)活細胞內鈣濃度測量;7)時間分辨Forster共振能量轉移(FRET):納米級尺度上的遠程測量,環境敏感的FRET探針定量測量。熒光壽命成像(FLIM)對細胞信號傳導及調控,蛋白間的相互作用等生物研究發揮著很大作用。湖南三維熒光壽命成像批發
熒光壽命成像是什么?如果分子環境刺激激發態衰變而不發射光子,則熒光強度會降低(淬滅)。熒光淬滅是一條單獨的發射路徑,因此在動力學上與熒光過程形成競爭關系。激發態存儲現在可以通過一個以上的過程衰變,從而縮短熒光壽命。這種壽命的改變可用于收集分子環境的信息。一種特殊類型的淬滅是將激發能量以非輻射的方式傳遞到相鄰的不同熒光染料中:“熒光共振能量轉移”,FRET。此時,不只第1個熒光染料(供體)變暗,壽命變短,而且第二個熒光染料(受體)在“錯誤的”激發顏色下開始發光。由于這種效果的產生需要兩種熒光染料(小于10 nm)的密切接觸,因此將其用作研究分子相互作用的“分子標尺”。它也是許多現代FRET生物傳感器的基礎。天津動物熒光壽命成像多少錢熒光壽命成像可以提供熒光強度(光子數)和光子壽命的空間分布。
熒光壽命成像FLIM所面臨的挑戰:在數據處理上,由于曲線擬合迭代過程的需求,計算成本較其他成像方案更高。在成像原理上,熒光壽命受多種外界因素影響,這些因素包括分子相互作用、pH值、溫度和粘滯阻力等,很難對這些參數控制變量,使得測量熒光壽命存在交叉干擾問題。此外,與普通光學顯微技術類似,介質光散射影響成像信噪比及空間分辨率,成像深度受到限制。FLIM已經在系統裝置、熒光探針和數據處理算法等方面得到了較快的發展,這也使得熒光壽命成像FLIM在對細胞微環境成像和生物代謝監測發揮出不可替代的作用。結合多種先進成像系統,如雙光子成像、結構光照明等,可進一步提升熒光壽命成像FLIM的分辨率和測量精度。另一方面,提升熒光壽命解調的算法性能,將壓縮感知、深度學習等熱點算法與FLIM結合,也同樣對FLIM的發展起著至關重要的作用。總的來說,熒光壽命成像FLIM的發展很好地彌補了基于強度成像的問題,對生物醫學檢測有著重要的意義。
熒光壽命成像中的熒光壽命及其含義:假定一個無限窄的脈沖光(δ函數)激發n0個熒光分子到其激發態,處于激發態的分子將通過輻射或非輻射躍遷返回基態。假定兩種衰減躍遷速率分別為Γ和knr,則激發態衰減速率可表示為:其中n(t)表示時間t時激發態分子的數目,由此可得到激發態物種的單指數衰減方程。熒光壽命定義為衰減總速率的倒數:熒光強度正比于衰減的激發態分子數,因此可將上式改寫為:其中I0是時間為零時的熒光強度,τ為熒光壽命。也就是說熒光強度衰減到初始強度的1/e時所需要的時間就是該熒光物種在測定條件下的熒光壽命。實際上用熒光強度的對數對時間作圖,直線斜率即為熒光壽命倒數的負值。熒光壽命也可以理解為熒光物種在激發態的統計平均停留時間。事實上當熒光物質被激發后有些激發態分子立即返回基態,有的甚至可以延遲到5倍于熒光壽命時才返回基態,這樣就形成了實驗測定的熒光強度衰減曲線。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。
熒光壽命成像技術實時監控納米顆粒在細胞內的穩定性:利用熒光壽命成像顯微鏡技術可實現可以實時監控發光納米顆粒在活細胞內的穩定性。熒光壽命成像不但具有其它熒光顯微鏡所具有的高靈敏度、可檢測人體生物樣品等優點,它在監控熒光納米材料的穩定性上還具有以下幾個優勢:(1)熒光壽命不受熒光探針的濃度的影響,可排除納米材料的胞吐及細胞分化導致的納米顆粒的稀釋等對測量的影響;(2)很多常見的發光材料的熒光壽命都遠遠大于細胞的自熒光的壽命,很易去除生物自熒光對熒光成像的干擾;(3)發光材料的熒光壽命和其材料的穩定性密切相關,熒光壽命的改變可以靈敏地反映相應材料的化學穩定性。熒光壽命成像提供了壽命分布的二維圖形視圖。天津三維熒光壽命成像報價
熒光壽命成像能夠靈敏地反應熒光基團生化特性以及周圍微環境的變化情況。湖南三維熒光壽命成像批發
熒光壽命顯微成像(Fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)是熒光壽命測量和熒光顯微技術的結合,熒光壽命顯微成像具有高特異性、高靈敏度、可定量測量微環境變化和分子間相互作用、不受探針濃度、激發光強度和光漂白影響等優點。在過去的十年中,光學技術硬件和軟件、材料科學和生物醫學的迅速發展,共同促進了FLIM技術及其應用的巨大進步。熒光壽命成像(FLIM)對細胞信號傳導及調控,蛋白間的相互作用等生物研究發揮著很大作用。湖南三維熒光壽命成像批發
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