荧光寿命成像及其在生物医学中的应用

荧光寿命取决于荧光分子所处的微环境, 通过对样品荧光寿命的测量和成像可以定量获取样品的功能信息. 介绍荧光寿命成像(fluorescencelifetimeimaging, FLIM) 技术原理、实现途径、发展现状及其在生物医学中的应用. 提出一种基于皮秒扫描相机、梯度折射率微透镜阵列、棱镜分光光谱仪、飞秒钛宝石激光器和荧光显微物镜的新型五维荧光显微成像技术, 该系统具有多光谱分辨功能以及很高的时间和空间分辨率, 能够实现三维多光子荧光强度、光谱分辨强度和寿命测量, 将在高通量生化分析、组织鉴别、胞内生理学和荧光共振能量转移(fluorescenceresonanceenergytransfer, FRET) 等领域获得广泛应用.

基于同步扫描相机的荧光寿命测量系统研究

建立一台基于同步扫描相机的双光子激发荧光寿命显微测量系统,同步扫描相机的重复工作频率为76MHz,利用钛宝石飞秒激光器作为光源,通过可调延时器和标准具对扫描相机的时间分辨率、扫描速度以及非线性等进行标定.该系统的时间分辨率为9ps,非线性小于4%,量程为2.8ns.测量了荧光染料Rose Bengal(RsB)的荧光衰减曲线,通过最小二乘法对荧光的衰减曲线进行拟合,得到RsB的荧光寿命为763ps,与标准荧光染料对比一致.

时域两维荧光寿命显微测量研究

提出了一种新的时域两维荧光寿命显微测量技术 ,建立了一套荧光寿命成像显微系统 ,介绍了这种测量技术的数据处理方法。用标准样品对该系统进行了测试 ,实验表明 ,该系统的时间分辨率为 2 ps,在放大倍率为 10 0倍的情况下 ,该系统的空间分辨率为 8μm。如果在现有的设备下采用更细的网格板和微位移系统 ,那么该系统的空间分辨率可小于 1μm。

被动锁模钛宝石激光器时序紊乱度的测量及控制

在实验研究的基础上提出了一套完整地用于测量被动锁模钛宝石激光器时序紊乱度的方案 ,即 :对于具有较小的时序紊乱度的激光器系统 ,频域法是主要的测量方法 ;对时序紊乱度较大的激光器系统的测量 ,频域法不再适合 ,而使用同步扫描相机的时域法具有更加精确的优点。采用腔长调变的方法对被动锁模钛宝石激光器的时序紊乱度进行了控制 ,使时序紊乱度由 6 .6 0ps降低到 0 .47ps。