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什么是FLIM-熒光壽命成像顯微鏡？

更新時間：2026-09-24 點擊次數(shù)：86

FLIM利用熒光壽命這一參數(shù)，該參數(shù)用于衡量熒光分子或熒光染料在激發(fā)態(tài)平均停留的時間，隨后通過發(fā)射熒光光子返回基態(tài)。熒光染料在激發(fā)后并非總是在精確的時間發(fā)射光子，而是呈現(xiàn)出一個時間分布，該分布可用指數(shù)衰減函數(shù)描述。該衰減過程的特征時間常數(shù)即為熒光壽命，其范圍通常在幾個皮秒（1–10 ps）至數(shù)十納秒（10–100 ns）之間。

熒光壽命作為納米環(huán)境的探針

熒光壽命是每種熒光染料或分子的特征參數(shù)，可能隨其納米級周圍環(huán)境或構象狀態(tài)而變化。壽命信息可探測分子所處環(huán)境的組成特性，例如離子濃度、pH值、脂溶性或與其他分子的結合情況。

壽命測量與成像相結合

LIM將壽命測量與成像相結合：對像素級獲得的壽命值進行顏色編碼，從而生成圖像。因此，FLIM不僅能提供熒光分子的空間分布信息，還能同時反映其納米環(huán)境的相關特性，從而帶來額外維度的信息。

FLIM數(shù)據(jù)采集和分析原理

重復測量激光激發(fā)熒光團和熒光光子到達檢測器每個像素之間的時間（參見圖1A）。

計算激光脈沖后光子計數(shù)與到達時間的直方圖。

對每個直方圖擬合指數(shù)衰減曲線F(t)=A0 exp (-t/τ)，其中振幅F(t)反映特定時間點檢測到的光子總數(shù)，時間常數(shù)τ稱為熒光壽命（參見圖1B）。

生命周期圖像使用任意顏色顯示每個生命周期值（參見圖1C）。

圖1：A）示意圖顯示對熒光光子到達時間的重復測量，即激光激發(fā)與光子發(fā)射檢測之間的時間間隔。B）激光脈沖后光子到達時間的光子計數(shù)直方圖。對直方圖擬合指數(shù)衰減曲線，其中振幅反映總光子數(shù)，時間常數(shù)τ為熒光壽命。C）一個非常簡單的熒光壽命圖像示例，演示如何使用任意顏色查找表對不同壽命值（τ1、τ2等）進行顯示。

FLIM解決方案

利用STELLARIS 8 FALCON系統(tǒng)的FLIM功能。有效研究細胞生理學并探索活細胞的動態(tài)變化。

U2OS細胞經(jīng)α-tubulin（AF546）和vimentin（AF555）免疫染色后的強度與FLIM圖像^[1]。比例尺為5µm，顏色條范圍為0–3ns。

資料來源

L.Alvarez, B. Widzgowski, B. van den Broek, G. Ossato, K. Jalink, L. Kuschel, J. Roberti, F. Hecht：實現(xiàn)視頻速率共焦FLIM的熒光壽命成像新概念：使用SP8 FALCON，科學實驗室（2019年）徠卡微系統(tǒng)公司。

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什么是FLIM-熒光壽命成像顯微鏡？