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Mosaic FLIM技术:荧光寿命成像中的新维度

Mosaic FLIM技术:荧光寿命成像中的新维度

Mosaic FLIM技术是在bh 多维FLIM技术的基础上发展出来的。和传统的TCSPC FLIM不同,Mosaic FLIM技术需要把几个不同的FLIM数据集合进一个大的FLIM数据包。数据包以FLIMMosaic 图像的形式保存和显示。Mosaic FLIM可以保存以下不同的元素:
a) 样品不同位置的扫描区域;
b) 不同深度的数据;
c) 样品激发之后的持续时间;
d) 不同波长的数据。
Mosaic FLIM的结果可以表示为光子分布扫描坐标,x,y,激发样品后光子到达时间,t,以及其他的附加因素,比如a) 样品不同位置的扫描区域、b) 不同深度的数据、c) 样品激发之后的持续时间、d) 光子的波长。Mosaic FLIM相比于传统的记录保存程序的优点是:
-在不同的Mosaic 元素之间没有读取和保存的时间
-可以累计c)中的时间序列数,这样即使是非常快速的记录也可以得到很高的寿命精度。对于快速扫描而言采集每个元素所需的时间可以降至50ms
-可以一次分析整个数据包
-可以对于整个Mosaic 元素进行全数据拟合分析

Mosaic FLIM技术的实例


图1,植物组织的空间Mosaic FLIM数据,4 x 4 的元素,每个元素有 512 × 512 像素,时间通道为256个。总像素为 2048 × 2048,总大小的图像区域 2.5 x 2.5 mm。 记录系统为Simple-Tau 150,显微镜为蔡司的LSM 710,模式为Tile-Imaging mode,分析软件为bh SPCImage。

图2,Mosaic FLIM记录的深度分辨数据。样品是由吲哚青绿转染的猪皮。深度从0到60 µm的16个不同平面的数据,每个平面有 512 × 512 像素,时间通道为256个。由其中8个平面的双指数拟合的强度权重的寿命集合显示在右边。实验所用的系统是Simple-Tau 150,显微镜是蔡司的LSM 7MP OPO系统。

图3,Mosaic FLIM记录的不同时间下的非光化学瞬变的苔藓叶叶绿体数据。这是开启激发光之后的连续64个Mosaic 图像,每一个图像的累计时间为1s,总共的累计时间为64s,每个小图像的像素为128 × 128 像素,时间通道为256个。数据采集顺序为从左下到右上,实验所用的系统为带有SPC-150 TCSPC模块的DCS-120共焦FLIM系统。

图4,多波长的Mosaic FLIM数据,使用的探测器为bh MW-FLIM GaAsP16通道探测器,SPC-150 TCSPC FLIM模块,同时采集时每张图有 512 × 512 像素,时间通道为256个,结果以Mosaic FLIM的形式显示和保存。波长从左上到右下波长范围为490 nm到690 nm,每张图和临近图的波长差为12.5nm,使用的共焦扫描FLIM系统为bh DCS-120,显微镜为蔡司的Axio Observer显微镜,20倍镜头,NA=0.5空气镜头。

系统要求

运行Mosaic FLIM需要64位的Windows 7 或 Windows 8,系统内存不小于16 G,数据采集软件SPCM也必须是64位的,版本号大于9.60。
References
1.    W. Becker, The bh TCSPC Handbook, 5th edition (2012). Available as printed copies or online from  www.becker-hickl.com
2.    Megapixel FLIM with bh TCSPC Modules. Application note, see www.becker-hickl.com
3.    H. Studier, W. Becker, Megapixel FLIM. Proc. SPIE 8948 (2014)
4.    Multiphoton NDD FLIM at NIR Detection Wavelengths with the Zeiss LSM 7MP and OPO Excitation. Application note, see www.becker-hickl.com
5.    Becker & Hickl GmbH, Modular FLIM systems for Zeiss LSM 510 and LSM 710 family laser scanning microscopes. User handbook, 5th edition. Available on www.becker-hickl.com
6.    Becker & Hickl GmbH, DCS-120 Confocal Scanning FLIM Systems, user handbook, edition 2012, available on www.becker-hickl.com

(翻译:北京鼎信优威光子科技有限公司           汪  阳 博士)

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