研究纤维测光系统 FLiP

用于神经科学神经元网络光纤

概述
RWD荧光寿命光度测量系统（FLiP）基于时序相关单光子计数（TCSPC）技术，结合光纤光度学，实现对自由活动动物脑内荧光寿命变化的实时监测，为体内研究神经递质释放、蛋白‑蛋白相互作用及蛋白构象变化提供稳定的定量手段。

什么是荧光寿命？
荧光寿命（τ）是荧光团在激发态停留到发射光子的平均时间。与荧光强度不同，寿命不依赖于荧光团浓度和激发功率，能直接反映构象变化和局部微环境。寿命测量可区分不同寿命组分并敏感检测微小变化，为体内研究提供稳定、特异的定量读数。

为什么选择荧光寿命？

• 定量且可跨样本比较 —— 无需按基线归一化
• 长期记录稳定 —— 适用于睡眠、慢性疾病模型与纵向研究
• 通过寿命探针敏感检测脑内分析物的动态变化

两种主流测量方法
时域法
用脉冲光源激发样品，直接记录荧光衰减的时间学曲线。TCSPC测量发射光子与激发脉冲之间的时间差，构建衰减直方图并进行指数拟合。时域法具有高时间分辨率、在低光子通量下优异的信噪比，并能精确分辨多组分寿命。

频域法
用正弦调制的连续光源激发样品，根据发射与激发之间的相位延迟和调制深度推导寿命。频域系统结构更简单、采集快速，且可在无脉冲激光的条件下实现，适用于高光子通量测量。

比较（时域 vs 频域）

• 寿命测量精度：时域 — 高；频域 — 良
• 弱荧光样品的SNR：时域 — 优秀；频域 — 相对受限
• 多组分寿命分辨：时域 — 高精度；频域 — 需多频调制或phasor分析
• 采集速度：时域 — 相对较快；频域 — 快
• 高光子通量样品：时域 — 良；频域 — 优秀
• 激光要求：时域 — 脉冲激光；频域 — 调制连续光源

系统亮点

• 卓越的系统稳定性：性能一致，最小化设备状态波动，便于可靠的纵向比较
• 超低系统噪声：在弱信号条件下仍可保持数据完整性
• 可靠的长期记录：核心组件稳定，减少连续数周的基线漂移
• 广泛的生物传感器兼容性：支持主流传感器的寿命设计范围
• 直接定量分析：计划提供标准曲线功能以实现浓度的直接读出

应用示例

• 跨动物及慢性时间尺度的神经调质测量：FLiP使得对如 GRAB ACh3.0 等传感器在不同动物及数周范围内的寿命比较成为可能
• 遗传模型的机制研究：用于揭示 Akap11 突变小鼠中异常的 PKA 活性动态及其药理学响应
• 新型传感器验证：验证高速钙寿命传感器（LifeCamp）用于自由活动小鼠的绝对基线与瞬时钙测量

技术规格

• 激发波长选项：488、515、560、640、670 nm（可定制）
• 脉冲频率：1–80 MHz
• 寿命测量范围：1–10 ns
• 采样率：1–50 Hz
• DIO 数量：8
• 电压电平：3.3–5 V
• 光纤芯径：200 或 400 µm
• 数值孔径（NA）：0.37