什么是 FLIM - 荧光寿命成像显微镜?

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FLIM利用荧光寿命这一参数,该参数用于衡量荧光分子或荧光染料在激发态平均停留的时间,随后通过发射荧光光子返回基态。荧光染料在激发后并非总是在精确的时间发射光子,而是呈现出一个时间分布,该分布可用指数衰减函数描述。该衰减过程的特征时间常数即为荧光寿命,其范围通常在几个皮秒(1–10 ps)至数十纳秒(10–100 ns)之间。

荧光寿命作为纳米环境的探针

荧光寿命是每种荧光染料或分子的特征参数,可能随其纳米级周围环境或构象状态而变化。寿命信息可探测分子所处环境的组成特性,例如离子浓度、pH值、脂溶性或与其他分子的结合情况。

寿命测量与成像相结合

LIM将寿命测量与成像相结合:对像素级获得的寿命值进行颜色编码,从而生成图像。因此,FLIM不仅能提供荧光分子的空间分布信息,还能同时反映其纳米环境的相关特性,从而带来额外维度的信息。

FLIM 数据采集和分析原理

  1. 重复测量激光激发荧光团和荧光光子 到达检测器每个像素之间的 时间(参见图 1A)。
  2. 计算激光脉冲后光子计数与到达时间的 直方图 。
  3. 对每个直方图拟合指数衰减曲线 F(t) = A0 exp (-t/τ),其中振幅 F(t) 反映特定时间点检测到的光子总数,时间常数 τ 称为荧光寿命(参见图1B)。
  4. 生命周期图像 使用任意颜色显示每个生命周期值(参见图 1C)。

FLIM 解决方案

利用 STELLARIS 8 FALCON 系统的 FLIM 功能。有效研究细胞生理学并探索活细胞的动态变化。

参考资料

L.Alvarez, B. Widzgowski, B. van den Broek, G. Ossato, K. Jalink, L. Kuschel, J. Roberti, F. Hecht: 实现视频速率共焦 FLIM 的荧光寿命成像新概念 :使用 SP8 FALCON,科学实验室(2019 年)徕卡微系统公司。 

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