一种荧光寿命测量方法及系统技术方案

技术编号:14587311 阅读:109 留言:0更新日期:2017-02-08 16:48
本发明专利技术公开了一种荧光寿命测量方法及系统,方法包括:以激发光照射样品,由光电倍增管接收样品产生的荧光,激发光的调制信号为频率为fE的余弦信号,并以频率为fH0的方波信号X(t)调制光电倍增管的增益电压,样品产生的荧光经过光电倍增管后,由荧光屏接收获得第一图像,采用光电探测器采集所述第一图像,获得第二图像;根据第二图像计算样品产生荧光的荧光寿命。与现有技术相比,本发明专利技术荧光寿命测量方法及系统,基于外差高次谐波调频实现荧光寿命测量,采用低频方波信号来对光电倍增管的增益电压进行调制,可放宽对像增强器的技术要求。

Fluorescence lifetime measurement method and system

The invention discloses a system and a method, fluorescence lifetime measurement method comprises the following steps: using the excitation light samples by photomultiplier fluorescence sample receiving the modulated signal as excitation light frequency cosine signal fE, and the frequency is fH0 square wave signal X (T) modulation voltage gain of photomultiplier tube the samples were produced by fluorescence photomultiplier tube, received by the screen for the first image, the photoelectric detector acquisition of the first image, second images; second images were calculated according to the fluorescence lifetime of the fluorescence. Compared with the prior art, the invention of fluorescence lifetime measurement method and system, realize the heterodyne fluorescence lifetime measurement based on harmonic frequency, using low frequency square wave signal of the photomultiplier tube voltage gain modulation, can relax the requirements as intensifier technology.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及荧光寿命测量
,特别是涉及一种荧光寿命测量方法及系统
技术介绍
荧光寿命是指荧光分子停留在激发态的平均时间,其不仅与分子自身的结构有关,而且与分子所处的微环境的极性、粘度等条件有关。因此通过测量荧光寿命可以直接了解荧光分子所处环境的变化,在生物物理,生物化学及临床医学诊断等方面有着广泛的应用。荧光寿命的测量包括两种实现方法:时域法和频域法。与时域法相比,频域法硬件成本低,测量效率高,能在某一特定频率快速得到样品的荧光寿命,具有良好的应用前景。其中,频域外差法的荧光调制度高,信噪比强,是目前频域法的主流技术。但是,现有采用的频域外差法存在这样的问题,调制像增强器增益的信号的频率需要接近激发光的高调制频率,这对像增强器的技术要求比较高。
技术实现思路
鉴于此,本专利技术提供一种荧光寿命测量方法及系统,采用低频方波信号调制光电倍增管的增益,与现有技术相比可放宽对像增强器的要求。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种荧光寿命测量方法,包括:以激发光照射样品,由光电倍增管接收样品产生的荧光,所述激发光的调制信号为频率为fE的余弦信号,并以频率为fH0的方波信号X(t)调制光电倍增管的增益电压,其中:X(t)=1,|t|<TH10,TH1<|t|<TH02;]]>TH0为方波信号X(t)的最小正周期,TH0=1/fH0,TH1为方波信号为高电平时对应时域带宽的一半,fH0<<fE;样品产生的荧光经过所述光电倍增管后,由荧光屏接收获得第一图像,采用光电探测器采集所述第一图像,获得第二图像;以下述方程式描述所述第二图像,对所述方程式进行傅里叶变换,计算得到去调制度和相位差,根据所述去调制度和所述相位差计算样品产生荧光的荧光寿命,所述方程式为:Pk(x,y,t)=2AFfH0TH1+AF·sin(k·2π·fH0TH1)kπ·BE2AE·m(x,y,fE)·cos[2π·Δf·t+δ(x,y,fE)];]]>其中,x,y表示空间坐标,AE为激发光的直流分量,BE为激发光的交流分量的幅值,AF为样品产生荧光的直流分量,Δf=fHk-fE,fHk为方波信号X(t)的第k次谐波分量的频率,k为大于零的正整数,m(x,y,fE)表示去调制度,δ(x,y,fE)表示相位差。可选地,所述以激发光照射样品,包括:以频率为fE的余弦信号调制发光二极管产生激发光,以所述激发光照射样品。可选地,所述激发光描述为:E(t)=AE·[1+BEAE·cos(2π·fE·t)];]]>其中,AE为激发光的直流分量,BE为激发光的交流分量的幅值。可选地,样品产生的荧光描述为:F(x,y,t)=AF·{1+BEAE·m(x,y,fE)·cos[2π·fE·t-δ(x,y,fE)]本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光寿命测量方法,其特征在于,包括:以激发光照射样品,由光电倍增管接收样品产生的荧光,所述激发光的调制信号为频率为fE的余弦信号,并以频率为fH0的方波信号X(t)调制光电倍增管的增益电压,其中:X(t)=1,|t|<TH10,TH1<|t|<TH02;]]>TH0为方波信号X(t)的最小正周期,TH0=1/fH0,TH1为方波信号为高电平时对应时域带宽的一半,fH0<<fE;样品产生的荧光经过所述光电倍增管后,由荧光屏接收获得第一图像,采用光电探测器采集所述第一图像,获得第二图像;以下述方程式描述所述第二图像,对所述方程式进行傅里叶变换,计算得到去调制度和相位差,根据所述去调制度和所述相位差计算样品产生荧光的荧光寿命,所述方程式为:Pk(x,y,t)=2AFfH0TH1+AF·sin(k·2π·fH0TH1)kπ·BE2AE·m(x,y,fE)·cos[2π·Δf&CenterDot;t+δ(x,y,fE)];]]>其中,x,y表示空间坐标,AE为激发光的直流分量,BE为激发光的交流分量的幅值,AF为样品产生荧光的直流分量,Δf=fHk‑fE,fHk为方波信号X(t)的第k次谐波分量的频率,k为大于零的正整数,m(x,y,fE)表示去调制度,δ(x,y,fE)表示相位差。...

【技术特征摘要】
1.一种荧光寿命测量方法,其特征在于,包括:以激发光照射样品,由光电倍增管接收样品产生的荧光,所述激发光的调制信号为频率为fE的余弦信号,并以频率为fH0的方波信号X(t)调制光电倍增管的增益电压,其中:X(t)=1,|t|<TH10,TH1<|t|<TH02;]]>TH0为方波信号X(t)的最小正周期,TH0=1/fH0,TH1为方波信号为高电平时对应时域带宽的一半,fH0<<fE;样品产生的荧光经过所述光电倍增管后,由荧光屏接收获得第一图像,采用光电探测器采集所述第一图像,获得第二图像;以下述方程式描述所述第二图像,对所述方程式进行傅里叶变换,计算得到去调制度和相位差,根据所述去调制度和所述相位差计算样品产生荧光的荧光寿命,所述方程式为:Pk(x,y,t)=2AFfH0TH1+AF·sin(k·2π·fH0TH1)kπ·BE2AE·m(x,y,fE)·cos[2π·Δf·t+&delta...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢凯欣白玉磊周延周
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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