熒光壽命成像的應用領域有哪些?生命科學領域:細胞體自身熒光壽命分析;自身熒光相對熒光標記的有效區分;活細胞內水介質的PH 值測量;局部氧氣濃度測量;具有相同頻譜性質的不同熒光標記的區分;活細胞內鈣濃度測量;時間分辨共振能量轉移(FRET):納米級尺度上的遠差測量,環境敏感的FRET 探針定量測量;代謝成像:NAD(P)H 和FAD 胞質體的熒光壽命成像。材料科學領域:寬禁帶半導體等體系的少子壽命mapping 測量;量子點等用作熒光壽命成像顯微鏡探針;鈣鈦礦電池/LED 薄膜的組分分析、缺陷檢測;銅銦鎵硒CIGS,銅鋅錫硫CZTS 薄膜太陽能電池的組分、缺陷檢測;鑭系上轉換納米顆粒;GaAs 或GaAsP 量子阱的載流子擴散研究。為什么說熒光壽命成像技術是先進的?上海植物熒光壽命成像供應
熒光壽命成像在生命科學研究中的應用:自發熒光FLIM被普遍應用于非標記生物成像領域。所謂自發熒光,即生物細胞本身便包含熒光分子,稱為內源性熒光分子團。FLIM通過對自發熒光分子團(如NAD(P)H)熒光壽命的考察,可以實現細胞代謝的監測。這種方案無需人為對樣品加入熒光試劑便可以發射熒光,有效減少了熒光染料對樣品的毒性、熒光分子與樣品的非特異性結合及染料對生理性能的干擾影響。外源分子探針FLIM借助于外部熒光染料的注入以產生熒光。如今,為了利用FLIM對物理條件(包括粘度、溫度、酸度和氧化作用)的敏感性,已經開發出了許多適用于體內和體外應用的光學探針。浙江單分子熒光壽命成像使用步驟生物發光與熒光成像相同點是都需要對細胞進行標記。
熒光壽命成像技術是怎么運作的?通過建立檢測到的熒光事件的直方圖來確定壽命。可顯示單指數或多指數熒光衰減。數值曲線擬合表示熒光壽命和振幅(即檢測到的光子數)。由于FRET減少了供體壽命,因此如果無FRET的供體壽命已知,就可以量化FRET發生的程度。該供體壽命τ作為分析FRET樣品的一定參考。因此,FLIM-FRET為內部參照—這一特點減少了基于強度測量FRET時的很多缺點。由于其熒光壽命是染料的固有特性,因此對其他不利影響(如光漂白、圖像明暗處理、不同濃度或表達水平)具有普遍的不變性。使用基于強度的FRET測量的主要限制是所有可觀察的供體分子都經歷FRET的基本假設。通常情況并非如此。
熒光壽命成像中的熒光壽命是什么意思?有什么用?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。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。由于熒光壽命成像不受樣品濃度影響具有其他熒光成像技術無法代替的優異性能。熒光壽命成像技術可顯示單指數或多指數熒光衰減。
分子的熒光壽命在幾納秒至幾百納秒之間,因此,測量熒光壽命成像需要極快響應時間的探測器。如今主要存在兩類方案:一是時域測量,由一束窄脈沖將熒光分子激發至較高能態S1,接著測量熒光的發射幾率隨時間的變化。典型的時域測量方法有TCSPC和時間門(TG)兩種。TCSPC利用快速秒表測量激發脈沖與探測熒光之間的時間差。使用高重復脈沖激發光激發樣品,在每一個脈沖周期內,較多激發熒光分子發出一個光子,然后記錄光子出現的時刻,并在該時刻記錄一個光子,再下一個脈沖周期內也是相同的情況,經過多次計數可以得到熒光光子隨時間的分布曲線。相似的,TG則探測不同時間窗口內的熒光強度,通過曲線擬合得到熒光壽命。二是頻域測量,對連續激發光進行振幅調制后,分子發出的熒光強度也會受到振幅調制,兩個調制信號之間存在與熒光壽命相關的相位差,因此可以測量該相位差計算熒光壽命。為什么說熒光壽命成像FLIM相比于熒光強度成像更有優勢?浙江單分子熒光壽命成像使用步驟
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。上海植物熒光壽命成像供應
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