分子成像系统

分子成像系统专业产品介绍

产品概述

Becker & Hickl 推出的分子成像系统是一套交钥匙 FLIM 显微镜，专为开箱即用的 FLIM-FRET 显微成像而设计，兼具舒适性、可靠性与 B&H 传奇性的终身精度。该系统配备了紧凑的全光纤耦合皮秒脉冲二极管激光器，适用于所有现有的分子探针和 FRET 供体，波长覆盖从 375 nm 到 785 nm，无论是在大学实验室还是医学实验室，均能以无与伦比的性价比提供所需的结果。

核心性能配置

系统标准配置两个 B&H 皮秒二极管激光器，脉冲宽度为 60 ps 至 120 ps FWHM（取决于波长），支持 20 MHz、50 MHz、80 MHz 和连续波（CW）操作模式。在光子计数性能方面，系统支持高光子率测量，仪器响应函数（IRF）约为 100 ps（取决于波长），连续计数率达 80 MHz，峰值计数率达 120 MHz。时间通道宽度为 4 ps，定时抖动约为 17 ps，并支持并行双通道采集。系统适用于多种分子探针以及任何 FRET 对，如 GFP/YFP、Cerulean/Venus 等。

基本功能

分子成像系统提供全电动样品台，支持 4D Z-stack FLIM 视频速率记录（配备 Express FLIM，取决于时间标记单元的选择）。系统实现无缝分析集成，包括相位图分析、按寿命分割图像以及 FCS 分析功能。采集模式涵盖区域和线扫描模式，以及用于相关测量的真实点测量。系统配备快速激光扫描单元以实现最佳图像采集效果，并提供为实验选择的基本检测滤波器套件。

可选配置

用户可按需选择激光波长配置，以及快速高效的 Becker & Hickl 混合型单光子探测器。此外，可选用带可选环境控制的培养箱，以满足活细胞工作的实验需求。

技术原理：利用 FLIM 进行分子成像

当分子处于激发态时，可通过发射光子、内部将能量转化为热量或与其他分子进行能量交换来返回基态。因此，分子停留在激发态的时间（即荧光寿命）取决于荧光团的分子环境。精确测量荧光寿命——更确切地说，是 FLIM 图像像素中的荧光衰减函数——可用于获取生物系统的可靠信息。FLIM 在此方面的一个固有优势在于，在合理范围内，荧光寿命与荧光团浓度、激光功率、探测器增益或其他实验或仪器细节无关。因此，用 FLIM 测量分子参数比强度测量更为可靠。

分子 FLIM 技术的要求

分子成像实验必须在活细胞或活组织中进行，这意味着从样品中获得的光子率非常有限。因此，高灵敏度和高光子效率（即在检测到的光子数量有限的情况下实现最大信噪比）至关重要。其他要求还包括高时间分辨率、高定时稳定性以及记录和解析多指数衰变曲线的能力。此外，光学切片能力、无横向串扰以及同时记录多个波长间隔的能力同样重要。这些要求正是 bh TCSPC FLIM 技术和 bh TCSPC FLIM 系统的固有特征。

FLIM 测量的分子参数

在大多数情况下，分子成像是通过用一种或几种荧光团孵育或转染样品来实现的，这些荧光团会显示出所需的相关分子参数的依赖性。此类分子探针种类繁多，可通过 FLIM 测量的分子参数包括 pH 值、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Hg²⁺、Cl⁻、葡萄糖浓度、膜电位、局部粘度、局部温度以及其他多种可用分子探针测量的细胞参数。

FRET 成像

佛斯特共振能量转移（FRET）是两个分子之间的相互作用，其中一个分子的发射带与另一个分子的吸收带重叠。在这种情况下，第一个分子（供体）的能量可以转移到第二个分子（受体）。FRET 可以极其有效地淬灭供体荧光，从而大大降低供体的寿命。从供体到受体的能量传输率随距离的六次方而降低，因此只有在距离小于 10 nm 时才会出现这种现象。

FRET 被用作研究蛋白质间相互作用和蛋白质构象的工具。在蛋白质间相互作用研究中，供体和受体分别标记不同的蛋白质，FRET 作为这些蛋白质之间结合的指标。在蛋白质构象研究中，供体和受体附着在同一蛋白质上，FRET 的强度即为蛋白质构象的指标。正确的 FRET 测量需要进行双指数衰减分析，双指数 FRET 测量不仅无需外部校准，还能通过一次 FLIM 测量获得经典 FRET 效率、相互作用供体的 FRET 效率、相互作用供体的比例以及供体-受体距离。