要讓微觀熒光“訴說"其壽命信息,關鍵在于用一束精準的高速脈沖光去“提問",并精確記錄熒光“回答"的衰減過程。CCS的FOLS高速脈沖光源系列(特別是FOLS-11、FOLS-12),正是這樣一位出色的“提問者",它通過提供納秒至皮秒級的超短、可控光脈沖,成為了熒光壽命成像(FLIM)等前沿生命科學研究不可少的核心工具。
下表清晰對比了在該領域扮演關鍵角色的幾款FOLS脈沖光源:
| 型號 | 核心發光元件 | 脈沖寬度 | 關鍵特點 | 在生命科學研究中的核心角色 |
|---|---|---|---|---|
| FOLS-11 | 激光二極管(LD) | 納秒級 (上升時間~5ns) | 高重復頻率(>30MHz),波長穩定 | 主流FLIM的“標準脈沖源",適用于大多數細胞與組織的熒光壽命測量。 |
| FOLS-12 | 激光二極管(LD) | 皮秒級 (典型~500ps) | 超短脈沖,高時間分辨率 | 超高分辨率FLIM的“利器",用于分辨極快的熒光衰減過程或復雜多指數衰減。 |
| FOLS-10 | 高輸出LED | 納秒級 (上升時間~30ns) | 性價比高,波長范圍廣 | 入門級或特定熒光探針的激發源,適用于對時間分辨率要求相對寬松的場景。 |
| FOLS-03 | 激光二極管(LD) | 連續光/可外調制 | 高功率連續輸出,穩定性佳 | 通常不作為脈沖源,但其穩定單色光是光漂白后恢復(FRAP)等需要強連續光技術的理想選擇。 |
這些光源的價值,通過一套精密的“激發-探測"流程來實現:
精準激發:FOLS-11/12發射出一個極短(如納秒量級)的光脈沖,精準地激發樣品中的熒光分子。
采集衰減曲線:高靈敏探測器記錄下熒光被激發后,其強度隨時間呈指數衰減的完整曲線。
解讀壽命信息:通過數學模型(如指數擬合)分析這條衰減曲線,即可精確計算出熒光壽命(τ)——這個參數對分子所處的微環境(如pH值、離子濃度、溫度)極其敏感,而對其濃度不敏感。
正是這一特性,帶來了傳統熒光強度成像不法比擬的研究優勢:
去除定量干擾:無需擔心染料濃度、光路損耗或激發光強度波動對定量結果的影響,測量更直接、更可靠。
繪制分子微環境圖譜:能夠直觀地在細胞或組織內可視化pH、鈣離子濃度、氧含量等生理參數的空間分布圖。
識別分子相互作用:當發生熒光共振能量轉移(FRET)時,供體熒光壽命會顯著縮短。因此,FLIM是檢測蛋白質-蛋白質相互作用、分子間距的“金標準"技術。
分辨多組分系統:在復雜的生物體系中,可以解析并分離出不同壽命組分,從而區分結合/未結合狀態的探針,或不同種類的自發熒光物質。
基于上述優勢,FOLS高速脈沖光源正在推動多個前沿領域的發展:
癌癥研究與代謝監控:通過監測與細胞代謝狀態密切相關的NAD(P)H等內源性熒光團的壽命,無需標記即可區分正常細胞與癌變細胞,評估腫瘤代謝活性。
神經科學:利用對鈣離子濃度敏感的熒光探針(如GCaMP),通過FLIM不僅可監測神經元鈣火花,其壽命信息還能提供更穩定的定量數據。
藥物篩選與開發:在基于FRET的高通量藥物篩選中,FLIM能更穩定、可靠地檢測藥物分子是否影響了靶蛋白間的相互作用。
總而言之,CCS FOLS高速脈沖光源(尤其是FOLS-11和FOLS-12)通過提供時間尺度精確可控的“光學標尺",將熒光從一個單純的“亮度信號"轉變為富含動態信息的“分子時鐘"。它不僅讓研究人員能夠“看到"生物分子的位置,更能“聽清"它們所處的環境狀態與相互作用故事,極大地推動了生命科學研究從靜態觀察向動態、定量分析邁進。