[发明专利]一种荧光寿命成像方法及其荧光寿命成像装置

说明书

一种荧光寿命成像方法，包括以下步骤：设置二维平面扫描区域，获取所述二维平面扫描区域内的扫描点；获取所述二维平面扫描区域的荧光光谱，得到光强处于峰值时所对应的不同波峰波长；根据所述波峰波长大小，获取各个扫描点不同波峰波长时荧光所对应的荧光寿命曲线；根据所述不同波峰波长的荧光所对应的荧光寿命曲线，同时或依次生成不同波峰波长所对应的多光波二维荧光寿命成像、和/或多光波三维荧光寿命成像、和/或二维荧光寿命时间切片成像。此外，本发明还提供一种实现上述荧光寿命成像方法的荧光寿命成像装置与现有技术相比较，本发明的荧光寿命显微成像装置能满足多光波荧光样品的测量需要。

技术领域

本发明涉及荧光寿命成像技术领域，特别是涉及一种荧光显微成像方法及其荧光寿命成像装置。

背景技术

在自然界中有一些物质在接受光照后，或是使用荧光染料等染色再经过光照后，可发出荧光。通过观察荧光可以获取物质相应位置的形状等相关信息。根据物质这一特性，人们开发出用于研究细胞内物质的吸收、运输、化学物质的分布及定位等的荧光显微镜，并对物质进行定性和定量研究。另一方面，物质在激光激发后，分子吸收能量会从基态跃迁到某一激发态上，再以辐射跃迁的形式发出荧光回到基态。当去掉激发光后，分子的荧光强度降到激发时荧光最大强度I₀的1/e所需要的时间，称为荧光寿命。荧光物质的荧光寿命与自身的结构、所处微环境的极性、粘度等条件有关,通过荧光寿命测定可以直接了解所研究体系发生的变化，而且利用荧光寿命的测定还可以了解到许多复杂的分子间作用过程,例如超分子体系中分子间的簇集、固液界面上吸附态高分子的构象重排、蛋白质高级结构的变化等，实现对生物大分子结构、动力学信息和分子环境等进行高分辨高精度测量，因此荧光寿命显微成像技术(FLIM)的重要性日渐提升，被广泛地应用于生物学研究及临床医学研究等领域。

荧光寿命显微成像技术基于荧光发光团的荧光强度进行数据分析。请参阅图1，现有技术中时间相关单光子计数法(TCSPC)就是测量荧光寿命的其中一种手段。测量时捕获多个脉冲周期内的光子并进行累计获得荧光寿命曲线W，然后从荧光寿命曲线W得到从荧光最大强度I₀降到其1/e所需要的时间，即荧光寿命值。然而，自然界中极少单一成分的物质，在实际检测中，同一样品中可能混合了不同成分的物质，而且即便是同一成分的物质，随着结构的不同其荧光寿命成像也可能不相同，单单通过捕获光子数进行成像的方式显然无法满足不同结构或成分的样品进行荧光寿命研究的需要。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种荧光显微成像方法，能在一次测量中实现对不同结构或成分的样品进行荧光寿命成像。

本发明采取的技术方案如下：

一种荧光寿命成像方法，包括以下步骤：

设置二维平面扫描区域，在所述二维平面扫描区域内设置扫描点；

获取所述二维平面扫描区域的荧光光谱，得到光强处于峰值时所对应的不同波峰波长；

根据所述波峰波长大小，获取各个扫描点不同波峰波长时所对应的荧光寿命曲线；

根据所述不同波峰波长的所对应的荧光寿命曲线，同时或依次生成不同波峰波长所对应的多光波二维荧光寿命成像、和/或多光波三维荧光寿命成像、和/或二维荧光寿命时间切片成像。

与现有技术相比较，本发明的荧光寿命成像方法通过对诱导荧光进行光谱分析获取波峰波长，并根据波峰波长同时或依次获取二维荧光寿命成像、多光波三维荧光寿命成像、荧光寿命时间切片成像，所得到的荧光寿命成像相关成像根据样品的结构或成分情况进行区分，准确、全面反映样品荧光寿命情况，提高荧光寿命成像精度，满足多光波荧光样品的测量需要。