Language
Country/Area
No result found
Hình ảnh huỳnh quang có thể tiết lộ thông tin ẩn trong mẫu như thế nào?
Hình ảnh thời gian sống huỳnh quang (FLIM) đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu khoa học vật liệu và y sinh hiện đại. Kỹ thuật này chụp ảnh bằng cách đo quá trình chuyển đổi của các phân tử huỳnh quang từ trạng thái kích thích sang trạng thái cơ bản, một quá trình được đặc trưng bởi thời gian sống độc đáo. Công nghệ này có thể phát hiện thông tin ẩn bên trong mẫu, do đó mở ra góc nhìn mới để hiểu về môi trường vi mô.
Các phép đo thời gian sống huỳnh quang (FLT) không chỉ tránh được các lỗi do thay đổi cường độ ánh sáng mà còn cung cấp hiểu biết sâu sắc về môi trường bên trong của mẫu.
Nguyên lý của công nghệ hình ảnh thời gian sống huỳnh quang dựa trên tốc độ phân rã khác nhau của các phân tử huỳnh quang. Khi các phân tử huỳnh quang bị kích thích bởi photon, chúng sẽ trở về trạng thái cơ bản thông qua nhiều con đường phân rã khác nhau với xác suất nhất định, trong đó quan trọng nhất là sự phát xạ tự phát các photon. Sự thay đổi cường độ huỳnh quang thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như sự thay đổi độ sáng của nguồn sáng và cường độ ánh sáng nền, nhưng trong FLIM, hình ảnh được tạo ra dựa trên thời gian sống huỳnh quang chứ không phải cường độ.
Điều này mang lại cho FLIM một lợi thế đáng kể trong việc chụp ảnh các mẫu dày vì nó giảm thiểu tác động của sự tán xạ photon. Ví dụ, trong các mẫu sinh học, thời gian sống huỳnh quang có thể được sử dụng để chỉ ra các thông số sinh học quan trọng như độ pH, độ nhớt và nồng độ hóa chất.
Công nghệ đo lường và tuổi thọ huỳnh quang
Thời gian sống huỳnh quang có liên quan chặt chẽ đến môi trường xung quanh của phân tử bị kích thích, do đó có thể sử dụng để phát hiện những thay đổi về tính chất vật liệu hoặc chức năng sinh học. Ngoài ra, bằng cách sử dụng các kỹ thuật kích thích xung liên tục như đếm photon đơn theo thời gian (TCSPC), các đường cong phân rã huỳnh quang có thể được ghi lại chính xác và các thông số thời gian sống chứa thông tin hữu ích có thể được trích xuất.
Ứng dụng của công nghệ TCSPC không chỉ giới hạn trong khoa học sinh học mà còn bao gồm nhiều lĩnh vực như khoa học vật liệu, thông qua phép đo thời gian chính xác, có thể đạt được mục tiêu quan sát và phân tích cấu trúc vi mô.
Trong những năm gần đây, sự phát triển của công nghệ này ngày càng nâng cao khả năng ứng dụng và tính linh hoạt trong nhiều lĩnh vực. Đồng thời, thông qua các phương pháp như điều chế pha và kích thích xung, công nghệ hình ảnh thời gian sống huỳnh quang có thể được cải thiện để có độ phân giải và tiềm năng ứng dụng cao hơn. Đặc biệt, các phiên bản tiên tiến này có khả năng cung cấp hình ảnh thời gian thực nhanh chóng và chính xác trong nghiên cứu tế bào sống.
Phân tích và triển vọng tương lai
Trong phân tích dữ liệu FLIM, điểm mấu chốt là trích xuất hiệu quả đường cong phân rã thuần túy và ước tính tuổi thọ. Điều này thường được thực hiện bằng các phương pháp như tích chập lặp bình phương nhỏ, trong đó đường cong phân rã được tính toán theo lý thuyết được so sánh từng cái một với dữ liệu thực tế để có được sự phù hợp nhất. Tuy nhiên, với những tiến bộ công nghệ, các công nghệ mới nổi như phương pháp không phù hợp như xác định tuổi thọ nhanh (RLD) cung cấp các giải pháp hiệu quả hơn cho việc xử lý dữ liệu.
Với sự tích hợp dễ dàng từ các công cụ đến thuật toán trong những năm gần đây, ứng dụng FLIM đã tiếp tục mở rộng, trở thành chủ đề nóng và công cụ quan trọng cho nghiên cứu hợp tác trong nhiều lĩnh vực.
Nhìn về tương lai, công nghệ hình ảnh huỳnh quang sẽ được tối ưu hóa hơn nữa và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực nghiên cứu hơn. Điều này không chỉ bao gồm chẩn đoán và phân tích tức thời trong lĩnh vực y sinh mà còn bao gồm quan sát chính xác các cấu trúc nano trong khoa học vật liệu. Với sự trợ giúp của các máy dò hiệu suất cao và các thuật toán phân tích dữ liệu được tối ưu hóa, FLIM sẽ mở ra nhiều con đường khám phá khả thi hơn cho các nhà khoa học. Chúng ta hãy cùng suy nghĩ xem công nghệ này sẽ ảnh hưởng thế nào đến sự hiểu biết của chúng ta về bản chất của sự sống và vật liệu trong tương lai?
