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熒光壽命成像

簡介：

熒光壽命成像是一種光學(xué)成像技術(shù)，實驗圖像中像素的亮度代表熒光壽命，而非熒光強度。熒光壽命是分子受激發(fā)射光子之前保持其激發(fā)態(tài)的特征時間。

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熒光壽命成像簡介熒光壽命成像實驗系統(tǒng) 實驗過程產(chǎn)品優(yōu)勢相關(guān)產(chǎn)品

熒光壽命成像簡介

相關(guān)產(chǎn)品：Time Tagger X ，Time Tagger Ultra ，Time Tagger 20

熒光壽命成像是一種利用熒光分子的發(fā)光特性來獲取樣品信息的成像技術(shù)。這種技術(shù)基于熒光分子在受到光激發(fā)后，發(fā)出熒光并在一定時間內(nèi)逐漸衰減至基態(tài)的過程。熒光壽命是指熒光分子從受激發(fā)態(tài)到基態(tài)的平均時間，通常以納秒為單位。

在熒光壽命成像中，首先通過激發(fā)光源激發(fā)樣品中的熒光分子，使其處于激發(fā)態(tài)。然后，檢測樣品發(fā)出的熒光信號，并測量熒光的持續(xù)時間。熒光分子的壽命受到其周圍環(huán)境的影響，例如溶液中的溶劑分子、生物樣品中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等。因此，通過測量熒光的壽命，可以獲取關(guān)于樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、環(huán)境和化學(xué)組成等方面的信息。

熒光壽命成像實驗系統(tǒng)

設(shè)備主要構(gòu)件包括：三軸壓電定位掃描儀、皮秒脈沖激光和單光子探測器，所有信號均通過Time Tagger采集。

熒光壽命成像

熒光壽命成像是一種光學(xué)成像技術(shù)，實驗圖像中像素的亮度代表熒光壽命，而非熒光強度。熒光壽命是分子受激發(fā)射光子之前保持其激發(fā)態(tài)的特征時間。熒光壽命不僅取決于特定的熒光團(tuán)，還受分子間相互作用的影響，因而熒光壽命成像可以用于區(qū)分分子相互作用的不同階段。并且由于熒光壽命不隨分子濃度變化而改變，因此熒光壽命成像非常適合分子層次的生化反應(yīng)的研究。

在各類熒光壽命成像方法中，時間相關(guān)單光子計數(shù)（TCSPC）可實現(xiàn)最高的時間分辨率和光子檢測效率。上圖顯示了將熒光壽命成像與掃描共聚焦顯微計數(shù)相結(jié)合的典型裝置，可提供空間濾波，并改善軸向分辨率。設(shè)備主要構(gòu)件包括：三軸壓電定位掃描儀、皮秒脈沖激光和單光子探測器，所有信號均通過Time Tagger采集。

實驗過程

在基于時間相關(guān)單光子計數(shù)的熒光壽命成像實驗中，通過選用超快激光器可以優(yōu)化脈沖持續(xù)時間，單光子探測器和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的時間抖動則成為制約時間分辨率的關(guān)鍵參數(shù)。單光子雪崩探測器SPAD抖動一般為50-300 ps，先進(jìn)的超導(dǎo)納米線單光子探測器SNSPD目前已經(jīng)可以實現(xiàn)低于15 ps的時間分辨率。為充分利用探測器的低抖動，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的抖動至少應(yīng)小于單光子探測器抖動的一半。

基于Time Tagger系列構(gòu)建的熒光壽命成像實驗系統(tǒng)操作靈活、功能強大，可在運行時并行處理、存儲所有信號，并最大限度地縮短用于技術(shù)準(zhǔn)備和系統(tǒng)校準(zhǔn)的時間。例如，您可以直接在軟件中以1 ps的精度一鍵輕松補償所有電纜延遲。虛擬通道使您能夠同時采集多個探測器的計數(shù)以及多個探測器之間的符合事件。

產(chǎn)品優(yōu)勢

基于Time Tagger的熒光壽命成像系統(tǒng)的優(yōu)勢

為未來新型單光子探測器的發(fā)展做好準(zhǔn)備

Time Tagger系列具有的寬輸入電位可與所有常見的單光子探測器——如光電倍增管PMT、單光子雪崩探測器SPAD和超導(dǎo)納米線單光子探測器SNSPD——相適配，并能夠充分利用信號的最高上升時間。Time Tagger系列具有的高時間分辨率也為您未來接入其他新型低抖動探測器提供了可能。

為新型成像模式的開發(fā)做好準(zhǔn)備

利用Time Tagger系列的高數(shù)據(jù)速率和多通道數(shù)，可進(jìn)行高質(zhì)量的多色成像實驗或?qū)崿F(xiàn)STED、PALM/STORM等超分辨率熒光顯微成像。通過添加新的觸發(fā)信號，您還可以快速開發(fā)其他新型成像模式。

涵蓋主流編程語言的強大本機庫助力測量自動化

Swabian Instruments的軟件操作界面具有強大功能、并可利用MATLAB、LabVIEW、Python、C＃、C/C++等多種語言操作實驗，只需10行以下的代碼（或少于10個LabVIEW VI），就可以讓您用喜歡的編程語言實現(xiàn)熒光壽命成像實驗控制。

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