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荧光成像

1、 原理:

荧光是自然界常见的一种发光现象。荧光是光子与分子的相互作用产生的,这种相互过程可以通过雅布隆斯基(Jablonslc)分子能级图描述:大多数分子在常态下,是处于基态的最低振动能级So,当受到能量(光能、电能、化学能等等)激发后,原子核周围的电子从基态能级So跃迁到能量较高的激发态(第一或第二激发态),激发态的电子处于高能量状态,不稳定,会通过两种途径释放能量回到基态,一种是以光子形式释放能量的辐射跃迁(包括荧光和磷光过程),一种是以热能等形式释放能量的非辐射跃迁。通常原子核外电子受到激发从基态So跃迁到激发态Si后,会通过非辐射跃迁的方式快速降落在最低振动能级,随后由最低振动能级回到基态,以光子辐射的形式释放出能量,具有这种性质的出射光称为荧光。

荧光成像的理论基础是荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定的范围内与荧光素的量成线性关系。荧光成像系统包括荧光信号激发系统(激发光源、光路传输组件)、荧光信号收集组件、信号检测以及放大系统(CCD、PMT);

2、 选型:

光源:可选激光光源和发光二极管光源;激光光源为单波长非连续光,分辨率和灵敏度高;二极管光源相对激光光源结构更紧凑简洁,激发光带宽较宽,能量输出相对较低,可以直接整合到图像扫描设备内,也比较经济,轻便;

荧光信号收集系统:主要包括振镜式的扫描系统和摆头式扫描系统。振镜式的扫描系统通过快速摆动反射镜将反射光信号捕获,而摆头式扫描系统通过平移探头来实现等距信号的捕获;

荧光信号探测系统:目前比较普遍的荧光信号探测装置包含PMT光电倍增管和视觉相机(包含电荷耦合元件CCD和互补金属氧化物半导体)。

PMT光电倍增管将放大后的光信号转化为电信号,放大倍数通常在10-6---10-7数量级,转化波长范围一般在300-800nm之间;

视觉相机是荧光成像应用越来越普遍的成像组件,目前用在荧光成像的产品主要有EMCCD、ICCD、SCMO相机和制冷相机产品;

EMCCD产品链接:http://www.lustervision.com/nuvu-hnu/

ICCD产品链接: http://www.lustervision.com/pco-dicam/

SCMOs产品链接:http://www.lustervision.com/pco-scmos-edge-1/

制冷相机产品链接:http://www.lustervision.com/glm-fli/

                      http://www.lustervision.com/pco-zhilengccd/