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皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

得益于生物医疗和化学行业的迅猛发展,近年来,光学显微技术的重要性也日益增加,在种类繁多的显微技术中,荧光寿命显微成像技术( FLIM )便以其能够对生物大分子结构,动力学信息以及分子环境进行高精度,高分辨率测量的能力而被广泛的应用于临床诊断和生物学研究等领域。

荧光寿命成像( FLIM )

FLIM 是光学显微技术中的一种,主要基于对标记染料或样品本身的光致发光 (PL) 衰减时间的测量。荧光分子吸收光子后会保持激发态,直到发出光子或通过非辐射过程(猝灭、能量转移)回到基态。这个时间不仅取决于材料本身,还受到发光材料附近化学环境的强烈影响。所以通过这种方式,我们可以获得有关参数的更多信息,比如局部 pH 值、氧或离子浓度等等。

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

时间分辨瞬态荧光寿命成像系统( TCSPC-FLIM )

TCSPC-FLIM 是一种基于时间相关单光子计数( Time-Correlated Single Photon Counting )的荧光寿命成像技术,这种技术在测试灵敏度、动态范围、数据准确度和精密度上具有显着优势。它的具体实现方法是:通过扫描振镜脉冲激光器发出的高频脉冲激光以像素水平扫描样品,然后测量激发脉冲和单个荧光光子发射之间的时间,最后通过电子设备基于以上的参数创建光子分布,并展现此分布中每个像素在大量时间通道中的完整荧光衰减曲线。

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

应用于 TCSPC-FLIM 的皮秒脉冲半导体激光器

长春新产业能够为 TCSPC-FLIM 系统提供多种 MDL-PS 系列皮秒脉冲半导体激光器,波长范围从 NUV 到 NIR ,包括 405nm 、 450nm 、 640nm 、 655nm 、 785nm 、 808nm 、 852nm 、 940nm 、 980nm 并支持其他客户定制波长。所有 MDL-PS 系列产品都具有支持简单的 +12V 电源,高重复频率,短脉冲宽度以及极低的电噪声水平。

l 波长范围: 405-980nm ,支持波长定制

l 脉冲宽度: 100ps-1000ps

l 重复频率: 0.1-80MHz

l 超低时序抖动(< 3ps rms )

l 准直自由空间输出或高耦合效率的光纤输出

l 支持外部调制触发

l 24/7 全天候运行,无需校准和维护

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

FLIM 代谢成像(多维TCSPC-FLIM)

代谢成像是 FLIM 的一个重要的应用实例,在代谢成像中,我们需要对 NAD(P)H 和 FAD 这两种参与细胞代谢的胞质体的荧光信号进行采集。由于 NAD(P)H 和 FAD 的荧光信号只有在使用不同的激发波长和不同的检测波长时才能分离。适合 NAD(P)H 的单光子激发波长是 375nm ,对于 FAD 则是 405nm ,而为了尽量减少光漂白,焦点漂移和可能的生理变化的影响,我们需要对这两组参数同时做 FLIM 记录处理,这就涉及到要用 375nm 和 405nm 两个波长的皮秒脉冲激光器同时工作。

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

长春新产业激光能够根据需求,提供定制化的多波长皮秒脉冲半导体激光模块,可以将 4 个以上的波长组合到统一模块中。多波段共用同一供电模块和信号模块。可进行同步信号输出,或根据需求对每一波长进行单独的触发控制,以保证在各种场景下的应用灵活性。

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

除 FLIM 外,长春新产业激光的皮秒脉冲半导体激光器还被广泛应用在光学显微,光谱学,激光物理等各应用方向。

· 显微镜
- 共聚焦激光扫描显微镜 (CLSM)
- 荧光 / 磷光寿命成像显微镜( FLIM / PLIM )
- 受激发射损耗显微镜 (STED)
- 光漂白后的荧光恢复 (FRAP)
- 全内反射荧光显微镜( TIRFM )
- 时间分辨光致发光 (TRPL)

· 光谱学
- 荧光(寿命)相关光谱( FCS / FLCS )
- 荧光寿命测量和时间分辨光谱
- 单分子光谱 / 检测
- 时间相关单光子计数 (TCSPC)

· 激光物理
- 单光子生成
光纤激光器和 MOPA 系统的播种

· 其他
- 激光成像和 3-D 激光扫描
- 光电器件的时间响应特性
- 漫射光学断层扫描和成像
- 飞行时间 (TOF) 实验
- 光时域反射计 (OTDR)

皮秒脉冲半导体激光器在荧光寿命成像(FLIM)中的应用

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