
在TCSPC中,“堆积”效应发生在一个激光脉冲周期内,第二个荧光光子被激发。由于TCSPC单光子计数器电子设备仍在分析同一时间周期内的第一个光子事件,因此无法检测到第二个光子。在这种情况下,记录的荧光寿命衰减曲线与真实的荧光衰减不符。
作为一个思想实验,请想象一个典型的双光子荧光寿命成像系统(MP-FLIM)装置,配备钛:蓝宝石飞秒激光器,通常发射重复频率为80 MHz的脉冲。每脉冲发射两光子会导致计数率达到160 MHz,这极不可能。值得一提的是,这种高探测率会饱和或损坏任何已知的单光子探测器。
有趣的是,通常假设光子速率必须 < 激发脉冲速率的0.1%,以避免任何“堆积”效应。但这个假设并不正确。它可能源于对[1]中“<0.1”的“占空比”值的误解。有些数值显示了单位“%”,有些则没有。因此,“<0.1”的价值应当理解为“<10%”,而非“<0.1%”。在配备80 MHz激光器的MP-FLIM设置中,计数率为8 MHz。在这种情况下,荧光寿命误差仅发生在< 2.5%以下。这意味着FLIM技术的采集速度可比普遍认为快100倍,且“堆积”问题不严重。
堆积误差的正确大小推导及其对TCSPC FLIM无关的结论可见[2]。堆积效应误解在用户心中根深蒂固,这一点从[2]常被引用为堆积效应对TCSPC FLIM破坏性影响的证据中可见一斑。事实上,事实恰恰相反。因此,请务必在正确的语境中引用该参考文献。
[1] Pawley, James B., ed. 2006. Handbook Of Biological Confocal Microscopy. Boston, MA: Springer US. https://doi.org/10.1007/978-0-387-45524-2.[2] Becker, Wolfgang, Advanced Time-Correlated Single Photon Counting Techniques. Springer 2005
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