显微荧光寿命代谢成像

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-07-14  

本检测系统介绍了显微荧光寿命代谢成像技术,这是一种将荧光寿命成像显微镜与代谢状态分析相结合的前沿生物光学成像方法。本检测详细阐述了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、关键的技术方法以及所需的主要仪器设备,旨在为生命科学和医学研究领域的研究者提供一份全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

细胞能量代谢状态:通过检测细胞内源性辅酶(NAD(P)H和FAD)的荧光寿命,定量评估细胞的糖酵解和氧化磷酸化水平。

NAD(P)H平均荧光寿命:测量烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸)的平均荧光寿命,其变化直接反映细胞代谢途径的转换。

FAD平均荧光寿命:测量黄素腺嘌呤二核苷酸的平均荧光寿命,用于评估电子传递链活性和氧化还原状态。

荧光寿命组分比例分析:解析NAD(P)H或FAD荧光衰减曲线中的自由态与蛋白结合态比例,揭示酶结合状态的动态变化。

代谢指数(光学 redox ratio):计算FAD与NAD(P)H的荧光强度比值,作为表征细胞氧化还原状态的经典指标。

糖酵解通量评估:通过追踪乳酸生成或相关酶活性变化下的荧光寿命响应,间接评估糖酵解过程的活跃程度。

线粒体功能与活性:利用定位在线粒体的探针或内源性信号,分析线粒体膜电位、活性氧产生等功能的代谢关联。

肿瘤代谢异质性:在单细胞或亚细胞分辨率下,描绘肿瘤微环境中不同细胞的代谢表型差异。

药物代谢响应监测:实时观测药物(如化疗药、代谢抑制剂)处理后,细胞代谢网络的动态适应与重编程过程。

细胞分化与命运决定的代谢基础:研究干细胞分化、免疫细胞激活等过程中,代谢重排的时序性与空间特征。

检测范围

体外培养的活体细胞:适用于贴壁或悬浮培养的各类原代细胞、细胞系,进行非侵入式长时间观测。

三维类器官与球状体:能够穿透一定深度,解析三维组织结构内部核心与外围区域的代谢梯度。

组织切片(新鲜/固定):对新鲜冷冻或特定固定处理的组织切片进行高分辨率代谢成像,用于病理诊断研究。

临床活检样本:快速评估少量临床活检组织(如肿瘤、皮肤)的实时代谢特征,辅助病理分析。

模式生物胚胎发育:应用于斑马鱼、小鼠等胚胎,可视化发育过程中不同组织器官的代谢变化。

肿瘤微环境研究:同时分析肿瘤细胞、免疫细胞、成纤维细胞等在肿瘤区域内的代谢相互作用。

神经科学脑切片与神经元:研究脑切片或神经元在活动、缺血、退行性变化时的能量代谢动态。

心血管系统心肌细胞:检测心肌细胞在生理、病理负荷下的能量代谢转换与线粒体功能状态。

<强>皮肤光老化与疾病模型:无创或微创评估皮肤各层在紫外线照射或疾病状态下的代谢改变。

<强>植物细胞与叶片组织:扩展应用于植物科学,研究光合作用、胁迫响应等过程中的代谢调控。

检测方法

<强>时间相关单光子计数法:最常用的高精度方法,通过记录单个光子的到达时间构建荧光衰减曲线,灵敏度极高。

<强>频率域相位调制法:利用调制激发光并检测发射光的相位偏移和振幅衰减来推算荧光寿命,适合快速成像。

<强>条纹相机探测法:使用条纹相机一次性记录完整的时域衰减曲线,适用于超快过程和宽场成像。

<强>双光子激发荧光寿命成像:结合双光子激发技术,实现深层组织成像并减少光损伤和光漂白。

<强>共聚焦荧光寿命成像扫描:将共聚焦显微镜的高空间分辨率与FLIM结合,实现光学层析的寿命信息获取。

<强>多光谱荧光寿命成像:在获取寿命信息的同时分离不同荧光团的光谱,用于多重检测和减少串扰。

<强>荧光寿命共振能量转移成像:通过检测供体荧光寿命的变化,在代谢背景下可视化蛋白质-蛋白质相互作用。

<强>单指数与多指数拟合分析:对采集的衰减曲线进行数学拟合,提取平均寿命或多个寿命组分及其幅值。

<强>门控积分与快速FLIM技术:采用时间门控探测器或新型传感器(如SPAD阵列)实现高速、实时的寿命成像。

<强>机器学习辅助数据分析:应用聚类、分类等算法自动识别和量化复杂的代谢表型与异质性模式。

检测仪器设备

<强>时间相关单光子计数模块:FLIM系统的核心电子设备,包括高速探测器、时间数字转换器和相关电路。

<强>脉冲激光器(钛蓝宝石/皮秒二极管):提供超短脉冲(皮秒或飞秒级)的激发光源,常用波长包括740nm(用于双光子NAD(P)H激发)。

<强>倒置/正置研究级荧光显微镜主体:提供稳定的光学平台、物镜转换器和样品载物台,兼容活细胞培养系统。

<强>高灵敏度探测器(PMT/SPAD阵列/Hybrid探测器):用于探测极弱的荧光信号并将其转换为电信号,需具备高量子效率和快速响应。

<强>双光子激光扫描共聚焦显微系统:集成双光子激发、激光扫描和共聚焦探测功能的高级成像平台,是深层代谢成像的理想选择。

<强>温控与气体灌注活细胞培养系统:维持显微镜载物台上样品处于恒温(37℃)、恒定CO2浓度的生理环境,用于长时间活细胞实验。

<强>高数值孔径物镜(水镜/油镜):用于收集尽可能多的发射光子,确保高空间分辨率和信号强度,特别是对深层成像的水浸物镜至关重要。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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