用于流场诊断的快速荧光寿命成像系统及方法:荧光寿命成像具有不受染料浓度、不受光漂白、不受样本厚度和光源噪声的影响等诸多优点,通过这一技术手段可以深入地进行功能性测量,获取分子构象、分子微环境变化等信息,研究分子间的相互作用。荧光共振能量转移是一种非辐射的,距离依赖的由供体荧光基团传递能量至受体荧光基团的过程,普遍用于蛋白质的空间构象变化,蛋白质分子间的相互作用,分子间距离的测量等研究。荧光寿命是荧光分子停留在激发态的时间,是荧光分子的固有性质,同荧光强度成像相比。利用荧光寿命成像显微镜技术可实现可以实时监控发光纳米颗粒在活细胞内的稳定性。广东三维荧光寿命成像
荧光寿命成像如何理解?荧光寿命成像主要通过TCSPC技术(Time-Correlated Single Photon Counting)实现。系统采用超短脉宽激光器作为激发光源,通过光路耦合器,将激光引入显微光路。激光通过物镜聚焦照射样品池,利用光子探测装置(PMT)对荧光信号进行探测,再用TCSPC计数器对每一个光子进行计数,并将其放入一个对应的时间窗口,经过一定时间的统计叠加后即得到荧光寿命曲线。几十万次重复以后,不同的时间通道累积下来的光子数目不同。以光子数对时间作图可得到荧光衰减曲线。实现从百ps-ns-us的瞬态测试。综上所述由于TCSPC系统,一个激光脉冲只采集一个光子信号,所以激光器的重复频率决定了系统的数据采集速度。重频越高,采集速度越快,数据信噪比越好。广东三维荧光寿命成像荧光寿命成像的优势是什么?
为什么说荧光寿命成像FLIM相比于荧光强度成像更有优势?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,荧光寿命成像FLIM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。荧光寿命成像可以用于无法控制局部探针浓度的荧光显微镜中。
荧光寿命成像技术用于表征DNA压缩和基因活性。研究团队发展了荧光寿命成像技术(FLIM),表征DNA压缩的动态过程,克服了以往方法的局限性。研究团队提出了两种精确测量DNA压缩程度的FLIM分析方法。第一种方法基于加入DNA的荧光探针的荧光寿命与其局部微环境折射率之间的逆二次方关系,荧光探针的寿命随DNA压缩密度而变化,从而可表征DNA压缩程度。第二种方法是将荧光标记的核苷酸整合到DNA链中,通过一种叫做荧光共振能量转移(FRET)的技术获得其荧光寿命值的变化,从而反映出DNA的压缩程度的动态变化过程。细胞培养结果证明,两种FLIM分析方法都可以成功表征DNA压缩的动态过程。荧光寿命成像是一种什么样的技术?
荧光寿命成像有什么作用?荧光寿命可以在频域或者时间域测量。时间域测量方法涉及用短光脉冲照射样品(比色皿、细胞或组织),然后随时间测量发射强度。FLT由衰减曲线的斜率确定。有几种荧光检测方法可用于寿命测量,其中时间相关单光子计数(TCSPC)可实现简单的数据收集和增强的定量光子计数。频域方法涉及高频率入射光的正弦调制。在该方法中,发射发生在与入射光相同的频率处,并且随着激发光兼有相位延迟和振幅的变化(解调)。寿命测量不需要波长比率探针来提供众多分析物的定量测定。寿命法通过使用光谱位移探针扩展了分析物浓度范围的灵敏度。荧光寿命成像显微技术经常用于以下领域:分子影像学、代谢成像、FRET成像、同时进行NAD成像。广东三维荧光寿命成像
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分化导致的纳米颗粒的稀释等对测量的影响。广东三维荧光寿命成像
红外荧光寿命成像技术在生物多重检测中的应用。相比于荧光强度,荧光寿命的数值具有很好的稳定性,不依赖于生物组织穿透深度。因此可以实现生物多重成像和量化诊断。该团队利用能量延迟方法并结合对发光离子浓度的调控,实现NIR-II区单一波长下荧光寿命三个量级以上的精确调节。将这种成像方法应用于乳腺的精确诊断,其对标志物的定量检测结果与传统的免疫印迹法和免疫组织化学法相比有很好的一致性。而相比于后两者一次只能对一种标志物进行检测,这种新的时间维度成像方法可以原位实现同时定量多个标记物,并且减少了传统检测方法在组织切片的制作、处理以及评分过程中所导致结果的差异性。广东三维荧光寿命成像
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