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荧光寿命成像

简介：

荧光寿命成像是一种光学成像技术，实验图像中像素的亮度代表荧光寿命，而非荧光强度。荧光寿命是分子受激发射光子之前保持其激发态的特征时间。

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荧光寿命成像简介

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荧光寿命成像是一种利用荧光分子的发光特性来获取样品信息的成像技术。这种技术基于荧光分子在受到光激发后，发出荧光并在一定时间内逐渐衰减至基态的过程。荧光寿命是指荧光分子从受激发态到基态的平均时间，通常以纳秒为单位。

在荧光寿命成像中，首先通过激发光源激发样品中的荧光分子，使其处于激发态。然后，检测样品发出的荧光信号，并测量荧光的持续时间。荧光分子的寿命受到其周围环境的影响，例如溶液中的溶剂分子、生物样品中的细胞结构等。因此，通过测量荧光的寿命，可以获取关于样品内部结构、环境和化学组成等方面的信息。

荧光寿命成像实验系统

设备主要构件包括：三轴压电定位扫描仪、皮秒脉冲激光和单光子探测器，所有信号均通过Time Tagger采集。

荧光寿命成像

荧光寿命成像是一种光学成像技术，实验图像中像素的亮度代表荧光寿命，而非荧光强度。荧光寿命是分子受激发射光子之前保持其激发态的特征时间。荧光寿命不仅取决于特定的荧光团，还受分子间相互作用的影响，因而荧光寿命成像可以用于区分分子相互作用的不同阶段。并且由于荧光寿命不随分子浓度变化而改变，因此荧光寿命成像非常适合分子层次的生化反应的研究。

在各类荧光寿命成像方法中，时间相关单光子计数（TCSPC）可实现最高的时间分辨率和光子检测效率。上图显示了将荧光寿命成像与扫描共聚焦显微计数相结合的典型装置，可提供空间滤波，并改善轴向分辨率。设备主要构件包括：三轴压电定位扫描仪、皮秒脉冲激光和单光子探测器，所有信号均通过Time Tagger采集。

实验过程

在基于时间相关单光子计数的荧光寿命成像实验中，通过选用超快激光器可以优化脉冲持续时间，单光子探测器和时间数字转换器的时间抖动则成为制约时间分辨率的关键参数。单光子雪崩探测器SPAD抖动一般为50-300 ps，先进的超导纳米线单光子探测器SNSPD目前已经可以实现低于15 ps的时间分辨率。为充分利用探测器的低抖动，时间数字转换器的抖动至少应小于单光子探测器抖动的一半。

基于Time Tagger系列构建的荧光寿命成像实验系统操作灵活、功能强大，可在运行时并行处理、存储所有信号，并最大限度地缩短用于技术准备和系统校准的时间。例如，您可以直接在软件中以1 ps的精度一键轻松补偿所有电缆延迟。虚拟通道使您能够同时采集多个探测器的计数以及多个探测器之间的符合事件。

产品优势

基于Time Tagger的荧光寿命成像系统的优势

为未来新型单光子探测器的发展做好准备

Time Tagger系列具有的宽输入电位可与所有常见的单光子探测器——如光电倍增管PMT、单光子雪崩探测器SPAD和超导纳米线单光子探测器SNSPD——相适配，并能够充分利用信号的最高上升时间。Time Tagger系列具有的高时间分辨率也为您未来接入其他新型低抖动探测器提供了可能。

为新型成像模式的开发做好准备

利用Time Tagger系列的高数据速率和多通道数，可进行高质量的多色成像实验或实现STED、PALM/STORM等超分辨率荧光显微成像。通过添加新的触发信号，您还可以快速开发其他新型成像模式。

涵盖主流编程语言的强大本机库助力测量自动化

Swabian Instruments的软件操作界面具有强大功能、并可利用MATLAB、LabVIEW、Python、C＃、C/C++等多种语言操作实验，只需10行以下的代码（或少于10个LabVIEW VI），就可以让您用喜欢的编程语言实现荧光寿命成像实验控制。