本文將介紹熒光壽命顯微成像技術的基本概要，以TCSPC法為(wei) 主進行介紹，並為(wei) 您帶來高性價(jia) 比的FLIM係統
FLIM係統是如何進行工作的？
熒光壽命顯微成像(fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM)是一種用於(yu) 研究和測量生物分子的熒光壽命的技術，因其可以用於(yu) 無標記成像，具有快速響應時間，可通過高分辨率成像技術（如共聚焦顯微鏡或雙光子顯微鏡）結合使用等特點，近年來已經廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 生物學、醫學研究和生命科學等相關(guan) 領域。那麽(me) ，FLIM是如何實現如此強大的功能呢？
FLIM的首要任務就在於(yu) 測量熒光壽命(fluorescence lifetime, FL)，待測物體(ti) 被一束激光激發後，該物體(ti) 吸收能量後，從(cong) 基態躍遷到某一激發態上，再以輻射躍遷的形式發出熒光並回到基態。將激發光關(guan) 閉後，分子的熒光強度也將隨時間逐漸下降。
假定一個(ge) 無限窄的脈衝(chong) 光（δ函數）激發n0個(ge) 熒光分子到其激發態，處於(yu) 激發態的分子將通過輻射或非輻射躍遷返回基態。假定兩(liang) 種衰減躍遷速率分別為(wei) Γ和Knr，則激發態衰減速率可表示為(wei) ：
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：
上式中衰減總速率的倒數τ＝(Γ＋Knr)-1即為(wei) 熒光壽命。熒光強度正比於(yu) 衰減的激發態分子數，因此可將上式改寫(xie) 為(wei) :
該式中，I0即為(wei) 分子受激發時的zui大光強。我們(men) 將該熒光強度下降至激發時的熒光zui大強度I0的1/e（約37％）所需要的時間，稱為(wei) 熒光壽命。
圖1 熒光壽命曲線示意圖
對於(yu) 測量熒光壽命的方式可大致分為(wei) 以下兩(liang) 種，頻域法與(yu) 時域法。而時域法還可進一步分為(wei) 門控法、條紋相機法與(yu) tcspc法（Time-Correlated Single photon counting, 時間相關(guan) 單光子計數）。目前，国产成人在线观看免费网站zui為(wei) 廣泛的是TCSPC法，其基本原理是在一個(ge) 極短的時間窗口內(nei) 精確測量單個(ge) 光子的到達時間。當激光或其他光源激發樣品時，樣品會(hui) 發射熒光光子。這些光子傳(chuan) 播到檢測器，其中每個(ge) 光子的到達時間都被記錄下來。記錄到達時間的數據可以被用來創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(guan) 於(yu) 樣品的信息，如熒光壽命、發光光譜和熒光量子產(chan) 率。其基本原理是測量光子到達探測器的時間。當一個(ge) 光子被探測到時，會(hui) 觸發一個(ge) 計數器，記錄光子到達的時間。通過多次測量並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(cong) 而獲得有關(guan) 樣品的信息。
圖2 TCSPC原理示意圖
TCSPC係統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(nei) 也能實現準確的測量，且可以處理極低光子計數的數據。基於(yu) 統計分析的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。但由於(yu) 通常需要多次重複掃描來為(wei) 每個(ge) 像素采集足夠多的光子用於(yu) 擬合熒光壽命，成像時間通常會(hui) 較長。因此，如何提高成像速度與(yu) 測量精度成為(wei) 了人們(men) 關(guan) 注的重點。近些年來，隨著超快激光技術、高速高靈敏探測技術以及圖像處理技術等相關(guan) 技術發展，為(wei) 開發廉價(jia) 、高性能、多功能的熒光壽命成像係統創造了條件。
圖3 FLIM係統示意圖
上海昊量光電zui新推出了意大利FLIM LABS国产黄色在线观看的熒光壽命成像FLIM入門套件係統，專(zhuan) 門為(wei) 追求單光子FLIM成像和熒光壽命光譜国产成人在线观看免费网站而設計，能為(wei) 您帶來高性能、高性價(jia) 比的FLIM解決(jue) 方案。該套件包括熒光壽命成像FLIM數據采集卡tdc、光纖耦合皮秒脈衝(chong) 激光器模塊、SPAD單光子探測器與(yu) 熒光壽命成像FLIM軟件，並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數據采集卡TDC：
我們(men) 的緊湊型 USB 供電數據采集卡專(zhuan) 為(wei) 熒光壽命成像和光譜測量而設計。其基於(yu) FPGA的可定製技術，尺寸101x139x28mm，重量輕（僅(jin) 120克），總計26個(ge) I/O通道可分辨熒光壽命50ps，死區時間1.5 ns，計時精度（σ/√2）300ps，24 或 48 ps 時間 bin 分辨率，並能通過USB3.0與(yu) PC軟件直接連接，無需額外供電。
光纖耦合皮秒脈衝(chong) 激光器模塊：
我們(men) 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。脈衝(chong) 持續時間低至 50ps (FWHM) ，單模光纖耦合（FC/PC），150mW脈衝(chong) 峰值，功率80MHz 時平均 CW 功率為(wei) 1.5mW，提供外部和內(nei) 部數字同步觸發。
SPAD單光子探測器：
我們(men) 的 USB 供電光纖耦合單光子 SPAD 探測器專(zhuan) 為(wei) 時間分辨熒光壽命成像和光譜測量而設計。尺寸小（100x60x30mm）且重量輕（235g），可通過 USB 供電，光譜響應範圍從(cong) 370nm 到 900nm，7 cps 暗計數，抖動小於(yu) 200ps。
熒光壽命成像FLIM軟件：
我們(men) 的FLIM Studio軟件旨在簡化熒光壽命光譜和成像實驗的數據采集、重建和分析。該環境提供了用戶友好的界麵和任何用戶都可以使用的直觀工具。可以做到實時成像和熒光衰減直方圖數據重建，實時 FLIM 相量圖分析，並人工智能驅動的相量圖分析技術，提供用於(yu) 數據采集和重建的軟件 API（Rust、C、C++、C#、Python、node.js、.NET），支持MATLAB、Python、HDF5、.SVG FLIM 相量和成像數據導出。
恒比鑒相器CFD：
我們(men) 的恒定分數鑒別器（CFD）結構緊湊，性能卓越。恒比鑒相器CFD允許用戶將模擬信號（例如，來自PMT的信號、脈衝(chong) 激光源的同步信號等）轉換為(wei) 數字信號。恒比鑒相器CFD模塊非常易於(yu) 使用，可以與(yu) 不同的顯微鏡或光譜設置相結合。單通道雙輸出模塊，區分正負輸入信號，支持上升時間<500ps，抖動<15ps，zui大重複頻率為(wei) 140MHz，zui小輸入可檢測信號為(wei) +/- 100mV，zui大輸出信號：4V@50Ohm 。
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盛翠霞,李田澤.基於(yu) 時間相關(guan) 單光子計數的熒光壽命成像技術[J].強激光與(yu) 粒子,2010,22(08):1731-1734.
劉雄波,林丹櫻,吳茜茜等.熒光壽命顯微成像技術及国产成人在线观看免费网站的zui新研究進展[J].物理學,2018,67(17):27-40.
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