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Comment l’imagerie du temps de vie de fluorescence révèle-t-elle des informations cachées dans un échantillon ?
L'imagerie du temps de vie de fluorescence (FLIM) est devenue un outil indispensable dans la recherche biomédicale et en sciences des matériaux modernes. Cette technique permet de capturer des images en mesurant la transition des molécules fluorescentes d’un état excité à leur état fondamental, un processus caractérisé par une durée de vie unique. Cette technologie permet de détecter des informations cachées à l’intérieur de l’échantillon, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour la compréhension de l’environnement microscopique.
Les mesures de la durée de vie de fluorescence (FLT) évitent non seulement les erreurs causées par les changements d’intensité lumineuse, mais fournissent également une compréhension approfondie de l’environnement interne de l’échantillon.
Le principe de la technologie d'imagerie de la durée de vie de fluorescence est basé sur les différents taux de décroissance des molécules fluorescentes. Lorsque les molécules fluorescentes sont excitées par des photons, elles reviennent à l'état fondamental par une variété de voies de désintégration avec une certaine probabilité, dont la plus importante est l'émission spontanée de photons. Les changements d’intensité de fluorescence sont généralement affectés par des facteurs tels que les changements de luminosité de la source lumineuse et l’intensité de la lumière de fond, mais dans FLIM, les images sont générées en fonction de la durée de vie de la fluorescence plutôt que de l’intensité.
Cela donne au FLIM un avantage significatif dans l’imagerie d’échantillons épais car il minimise les effets de la diffusion des photons. Par exemple, dans les échantillons biologiques, la durée de vie de la fluorescence peut être utilisée pour indiquer des paramètres biologiques importants tels que le pH, la viscosité et la concentration chimique.
Durée de vie de la fluorescence et technologie de mesure
La durée de vie de la fluorescence est étroitement liée à l'environnement de la molécule excitée, elle peut donc être utilisée pour détecter des changements dans les propriétés des matériaux ou les fonctions biologiques. De plus, en utilisant des techniques d'excitation par impulsions continues telles que le comptage de photons uniques corrélés dans le temps (TCSPC), les courbes de décroissance de la fluorescence peuvent être enregistrées avec précision et des paramètres de durée de vie contenant des informations utiles peuvent être extraits.
L'application de la technologie TCSPC ne se limite pas aux sciences biologiques, mais couvre également de nombreux domaines tels que la science des matériaux. Grâce à une mesure précise du temps, elle permet d'observer et d'analyser les microstructures.
Ces dernières années, le développement de cette technologie a considérablement amélioré son applicabilité et sa flexibilité dans divers domaines. Dans le même temps, grâce à des méthodes telles que la modulation de phase et l’excitation par impulsions, la technologie d’imagerie de la durée de vie de fluorescence peut être améliorée pour atteindre une résolution et un potentiel d’application plus élevés. En particulier, ces versions avancées sont capables de fournir une imagerie rapide et précise en temps réel dans la recherche sur les cellules vivantes.
Analyse et perspectives d'avenir
Dans l'analyse des données FLIM, l'objectif est d'extraire efficacement la courbe de décroissance pure et d'estimer la durée de vie. Cela se fait généralement par des méthodes telles que la convolution itérative des moindres carrés, où la courbe de décroissance calculée théoriquement est comparée une par une avec les données réelles pour obtenir le meilleur ajustement. Cependant, avec les progrès technologiques, les technologies émergentes telles que les méthodes non adaptées telles que la détermination rapide de la durée de vie (RLD) fournissent des solutions plus efficaces pour le traitement des données.
Avec l’intégration facile des instruments aux algorithmes au cours des dernières années, l’application de FLIM a continué de s’étendre, devenant un sujet brûlant et un outil important pour la recherche collaborative dans de multiples domaines.
À l’avenir, la technologie d’imagerie de la durée de vie de fluorescence sera encore optimisée et appliquée à un plus large éventail de domaines de recherche. Cela comprend non seulement le diagnostic et l’analyse instantanés dans le domaine biomédical, mais également l’observation précise des nanostructures dans la science des matériaux. Grâce à des détecteurs performants et à des algorithmes d’analyse de données optimisés, FLIM ouvrira davantage de voies d’exploration possibles aux scientifiques. Réfléchissons à la manière dont cette technologie affectera notre compréhension de la nature de la vie et des matériaux dans le futur ?
