FLIM系統(tǒng)是如何進行工作的,？
熒光壽命顯微成像(fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM)是一種用于研究和測量生物分子的熒光壽命的技術(shù)，因其可以用于無標記成像,，具有快速響應(yīng)時間,，可通過高分辨率成像技術(shù)（如共聚焦顯微鏡或雙光子顯微鏡）結(jié)合使用等特點，近年來已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物學(xué),、醫(yī)學(xué)研究和生命科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域,。那么,，F(xiàn)LIM是如何實現(xiàn)如此強大的功能呢？
FLIM的首要任務(wù)就在于測量熒光壽命(Fluorescence lifetime, FL),，待測物體被一束激光激發(fā)后,，該物體吸收能量后，從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)上,，再以輻射躍遷的形式發(fā)出熒光并回到基態(tài),。將激發(fā)光關(guān)閉后，分子的熒光強度也將隨時間逐漸下降,。
假定一個無限窄的脈沖光（δ函數(shù)）激發(fā)n0個熒光分子到其激發(fā)態(tài),，處于激發(fā)態(tài)的分子將通過輻射或非輻射躍遷返回基態(tài)。假定兩種衰減躍遷速率分別為Γ和Knr,，則激發(fā)態(tài)衰減速率可表示為：
其中n(t)表示時間ｔ時激發(fā)態(tài)分子的數(shù)目,，由此可得到激發(fā)態(tài)物種的單指數(shù)衰減方程：
n (t) = n0 exp (-t / τ)
上式中衰減總速率的倒數(shù)τ＝(Γ＋Knr)-1即為熒光壽命。熒光強度正比于衰減的激發(fā)態(tài)分子數(shù),，因此可將上式改寫為:
I (t) = I0exp (-t / τ)
該式中,，I0即為分子受激發(fā)時的最大光強,。我們將該熒光強度下降至激發(fā)時的熒光最大強度I0的1/e（約37％）所需要的時間,，稱為熒光壽命。
圖1 熒光壽命曲線示意圖
對于測量熒光壽命的方式可大致分為以下兩種,，頻域法與時域法,。而時域法還可進一步分為門控法、條紋相機法與TCSPC法（Time-Correlated Single Photon Counting, 時間相關(guān)單光子計數(shù)）,。目前,，應(yīng)用最為廣泛的是TCSPC法，其基本原理是在一個極短的時間窗口內(nèi)精確測量單個光子的到達時間,。當激光或其他光源激發(fā)樣品時,，樣品會發(fā)射熒光光子。這些光子傳播到檢測器,，其中每個光子的到達時間都被記錄下來,。記錄到達時間的數(shù)據(jù)可以被用來創(chuàng)建熒光壽命的時間衰減曲線，該曲線描述了熒光光子的時間分布,。通過分析這些時間分布,，可以獲得關(guān)于樣品的信息，如熒光壽命,、發(fā)光光譜和熒光量子產(chǎn)率,。其基本原理是測量光子到達探測器的時間。當一個光子被探測到時,，會觸發(fā)一個計數(shù)器,，記錄光子到達的時間。通過多次測量并記錄光子到達的時間，可以生成光子到達時間的分布曲線,，如圖2所示,，從而獲得有關(guān)樣品的信息。
圖2 TCSPC原理示意圖
TCSPC系統(tǒng)具有非常高的時間分辨率,，通常在皮秒（ps）級別,。這使得它能夠精確測量光子到達時間，即使在非常短的時間尺內(nèi)也能實現(xiàn)準確的測量,，且可以處理極低光子計數(shù)的數(shù)據(jù),。基于統(tǒng)計分析的TCSPC法避免了熒光強度的直接測量,，因而信噪比較高,，探測效率近乎理想。但由于通常需要多次重復(fù)掃描來為每個像素采集足夠多的光子用于擬合熒光壽命,，成像時間通常會較長,。因此，如何提高成像速度與測量精度成為了人們關(guān)注的重點,。近些年來,，隨著超快激光技術(shù)、高速高靈敏探測技術(shù)以及圖像處理技術(shù)等相關(guān)技術(shù)發(fā)展,，為開發(fā)廉價,、高性能、多功能的熒光壽命成像系統(tǒng)創(chuàng)造了條件,。
圖3 FLIM系統(tǒng)示意圖
上海昊量光電新推出了意大利FLIM LABS公司的熒光壽命成像FLIM入門套件系統(tǒng),，專門為追求單光子FLIM成像和熒光壽命光譜應(yīng)用而設(shè)計，能為您帶來高性能,、高性價比的FLIM解決方案,。該套件包括熒光壽命成像FLIM數(shù)據(jù)采集卡TDC、光纖耦合皮秒脈沖激光器模塊,、SPAD單光子探測器與熒光壽命成像FLIM軟件,，并在您需要時提供恒比鑒相器模塊。
圖4 FLIM LABS的熒光壽命成像FLIM入門套件
FLIM數(shù)據(jù)采集卡TDC：
我們的緊湊型 USB 供電數(shù)據(jù)采集卡專為熒光壽命成像和光譜測量而設(shè)計,。其基于FPGA的可定制技術(shù),，尺寸101x139x28mm，重量輕（僅120克）,，總計26個I/O通道可分辨熒光壽命50ps,，死區(qū)時間1.5 ns，計時精度（σ/√2）300ps,，24 或 48 ps 時間 bin 分辨率,，并能通過USB3.0與PC軟件直接連接,，無需額外供電。
光纖耦合皮秒脈沖激光器模塊：
我們的激光器模塊可用波長有405,、445,、488、520,、635 和 850 nm,，譜寬±10nm，獨立模塊,，無需連接電腦,。脈沖持續(xù)時間低至 50ps (FWHM) ，單模光纖耦合（FC/PC）,，150mW脈沖峰值,，功率80MHz 時平均 CW 功率為 1.5mW，提供外部和內(nèi)部數(shù)字同步觸發(fā),。
SPAD單光子探測器：
我們的 USB 供電光纖耦合單光子 SPAD 探測器專為時間分辨熒光壽命成像和光譜測量而設(shè)計,。尺寸小（100x60x30mm）且重量輕（235g）,，可通過 USB 供電,，光譜響應(yīng)范圍從 370nm 到 900nm，7 cps 暗計數(shù),，抖動小于200ps,。
熒光壽命成像FLIM軟件：
我們的FLIM Studio軟件旨在簡化熒光壽命光譜和成像實驗的數(shù)據(jù)采集、重建和分析,。該環(huán)境提供了用戶友好的界面和任何用戶都可以使用的直觀工具?？梢宰龅綄崟r成像和熒光衰減直方圖數(shù)據(jù)重建,，實時 FLIM 相量圖分析，并人工智能驅(qū)動的相量圖分析技術(shù),，提供用于數(shù)據(jù)采集和重建的軟件 API（Rust,、C、C++,、C#,、Python、node.js,、.N ET）,，支持MATLAB、Python,、HDF5,、.SVG FLIM 相量和成像數(shù)據(jù)導(dǎo)出,。
恒比鑒相器CFD：
我們的恒定分數(shù)鑒別器（CFD）結(jié)構(gòu)緊湊，性能好,。恒比鑒相器CFD允許用戶將模擬信號（例如,，來自PMT的信號、脈沖激光源的同步信號等）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,。恒比鑒相器CFD模塊非常易于使用,，可以與不同的顯微鏡或光譜設(shè)置相結(jié)合。單通道雙輸出模塊,，區(qū)分正負輸入信號,，支持上升時間<500ps，抖動<15ps,，最大重復(fù)頻率為140MHz,，最小輸入可檢測信號為+/- 100mV，最大輸出信號：4V@50Ohm ,。
歡迎隨時與我們聯(lián)系溝通FLIM系統(tǒng)的使用,，我們會根據(jù)您的需求幫您進行權(quán)衡！
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商,，產(chǎn)品包括各類激光器,、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備,、光學(xué)元件等,，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊,、生物醫(yī)療,、科學(xué)研究、國防,、量子光學(xué),、生物顯微、物聯(lián)傳感,、激光制造等,；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝，培訓(xùn),，硬件開發(fā),，軟件開發(fā)，系統(tǒng)集成等服務(wù),。
9
立即詢價
您提交后,，專屬客服將第一時間為您服務(wù)