牛敬敬 刘雄波 陈鹏发 于斌 严伟 屈军乐 林丹樱

(深圳大学生物医学光子学研究中心/物理与光电工程学院,光电子器件与系统重点实验室,深圳 518060)

荧光寿命显微成像(fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)技术在细胞微环境传感中具有特异性强、灵敏度高、可定量的优点,被广泛应用于生物医学研究.其中,基于时间相关单光子计数(time-correlated single photon counting,TCSPC)进行荧光寿命探测的方法是目前最常用的技术之一,但受成像原理和条件限制,该技术存在数据采集时间较长、成像速度不够快的不足.本文开发一种能对生物样品中任意数量离散的、形状不规则的感兴趣区域(region of interest,ROI)进行快速FLIM 成像的技术.该技术利用声光偏转器(acousto-optic deflector,AOD)实现快速灵活的寻址扫描,并通过对ROI 形状特征的简单在线分析,实现AOD 与TCSPC 同步策略的优化及寿命图像的准确重构,对于生物样品中常见的存在多个离散不规则ROI情形,可大幅节省数据采集时间,从而实现对这些ROI 的快速FLIM 成像.采用该技术,对氯化铵刺激下活细胞中溶酶体探针LysoSensor Green DND-189 的荧光寿命变化进行了动态FLIM 成像,以监测溶酶体管腔内pH 值的实时变化情况.结果表明,该快速FLIM 技术可用于动态监测生物样品中微环境的变化,将在活细胞微环境传感中发挥重要作用.

1 引言

荧光寿命显微成像(fluorescence lifetime imaging microscopy,FLIM)技术在测量细胞微环境的离子浓度、黏度、折射率、温度和pH 值等生化参数时具有特异性强、灵敏度高、可定量的优点[1−3],因而在生物医学领域中有着较为广泛的应用,成为生物医学研究的重要工具.在各……