分子成像系統專業產品介紹

產品概述

Becker & Hickl 推出的分子成像系統是一套交鑰匙 FLIM 顯微鏡，專為開箱即用的 FLIM-FRET 顯微成像而設計，兼具舒適性、可靠性與 B&H 傳奇性的終身精度。該系統配備了緊湊的全光纖耦合皮秒脈沖二極管激光器，適用于所有現有的分子探針和 FRET 供體，波長覆蓋從 375 nm 到 785 nm，無論是在大學實驗室還是醫學實驗室，均能以無與倫比的性價比提供所需的結果。

核心性能配置

系統標準配置兩個 B&H 皮秒二極管激光器，脈沖寬度為 60 ps 至 120 ps FWHM（取決于波長），支持 20 MHz、50 MHz、80 MHz 和連續波（CW）操作模式。在光子計數性能方面，系統支持高光子率測量，儀器響應函數（IRF）約為 100 ps（取決于波長），連續計數率達 80 MHz，峰值計數率達 120 MHz。時間通道寬度為 4 ps，定時抖動約為 17 ps，并支持并行雙通道采集。系統適用于多種分子探針以及任何 FRET 對，如 GFP/YFP、Cerulean/Venus 等。

基本功能

分子成像系統提供全電動樣品臺，支持 4D Z-stack FLIM 視頻速率記錄（配備 Express FLIM，取決于時間標記單元的選擇）。系統實現無縫分析集成，包括相位圖分析、按壽命分割圖像以及 FCS 分析功能。采集模式涵蓋區域和線掃描模式，以及用于相關測量的真實點測量。系統配備快速激光掃描單元以實現優異圖像采集效果，并提供為實驗選擇的基本檢測濾波器套件。

可選配置

用戶可按需選擇激光波長配置，以及快速高效的 Becker & Hickl 混合型單光子探測器。此外，可選用帶可選環境控制的培養箱，以滿足活細胞工作的實驗需求。

技術原理：利用 FLIM 進行分子成像

當分子處于激發態時，可通過發射光子、內部將能量轉化為熱量或與其他分子進行能量交換來返回基態。因此，分子停留在激發態的時間（即熒光壽命）取決于熒光團的分子環境。精確測量熒光壽命——更確切地說，是 FLIM 圖像像素中的熒光衰減函數——可用于獲取生物系統的可靠信息。FLIM 在此方面的一個固有優勢在于，在合理范圍內，熒光壽命與熒光團濃度、激光功率、探測器增益或其他實驗或儀器細節無關。因此，用 FLIM 測量分子參數比強度測量更為可靠。

分子 FLIM 技術的要求

分子成像實驗必須在活細胞或活組織中進行，這意味著從樣品中獲得的光子率非常有限。因此，高靈敏度和高光子效率（即在檢測到的光子數量有限的情況下實現最大信噪比）至關重要。其他要求還包括高時間分辨率、高定時穩定性以及記錄和解析多指數衰變曲線的能力。此外，光學切片能力、無橫向串擾以及同時記錄多個波長間隔的能力同樣重要。這些要求正是 bh TCSPC FLIM 技術和 bh TCSPC FLIM 系統的固有特征。

FLIM 測量的分子參數

在大多數情況下，分子成像是通過用一種或幾種熒光團孵育或轉染樣品來實現的，這些熒光團會顯示出所需的相關分子參數的依賴性。此類分子探針種類繁多，可通過 FLIM 測量的分子參數包括 pH 值、Na?、K?、Ca2?、Mg2?、Hg2?、Cl?、葡萄糖濃度、膜電位、局部粘度、局部溫度以及其他多種可用分子探針測量的細胞參數。

FRET 成像

佛斯特共振能量轉移（FRET）是兩個分子之間的相互作用，其中一個分子的發射帶與另一個分子的吸收帶重疊。在這種情況下，第一個分子（供體）的能量可以轉移到第二個分子（受體）。FRET 可以極其有效地淬滅供體熒光，從而大大降低供體的壽命。從供體到受體的能量傳輸率隨距離的六次方而降低，因此只有在距離小于 10 nm 時才會出現這種現象。

FRET 被用作研究蛋白質間相互作用和蛋白質構象的工具。在蛋白質間相互作用研究中，供體和受體分別標記不同的蛋白質，FRET 作為這些蛋白質之間結合的指標。在蛋白質構象研究中，供體和受體附著在同一蛋白質上，FRET 的強度即為蛋白質構象的指標。正確的 FRET 測量需要進行雙指數衰減分析，雙指數 FRET 測量不僅無需外部校準，還能通過一次 FLIM 測量獲得經典 FRET 效率、相互作用供體的 FRET 效率、相互作用供體的比例以及供體-受體距離。