Арт. LINCam FLIM
Физиологические эффекты в живых клетках и тканях происходят в масштабе времени от миллисекунд до десятков секунд. Примерами являются транзиторы Ca++ в нейронах и транзиторы хлорофилла в растениях. Многомерный коррелированный по времени счет фотонов TCSPC может записывать такие эффекты с помощью флуоресцентного сканирования в течение времени жизни (FLITS - Fluorescence-Lifetime Transient Scanning) и визуализации временной мозаики (TMI - Temporal Mosaic Imaging). FLITS создает распределение фотонов по временам фотонов после лазерных импульсов, расстоянию вдоль линии в образце и временам после периодической стимуляции. TMI строит распределение фотонов по временам фотонов после лазерных импульсов, местоположению в двухмерном сканировании и временам после стимуляции. Принципы показаны на рисунке ниже. Обе процедуры могут быть выполнены с использованием стандартных систем TCSPC FLIM.
Рис. 1. Принципы FLITS (вверху) и TMI (внизу)
В принципе, распределения фотонов FLITS и TMI представляют собой временные ряды линейных сканирований или изображений. Однако по сравнению с обычным временным рядом существует существенная разница: данные FLITS и TMI могут накапливаться. Образец многократно стимулируется внешним событием, и начало записи FLITS или TMI запускается при стимуляции. При каждой новой стимуляции процедура записи проходит по всем строкам записи FLITS или элементам мозаики TMI и накапливает фотоны. Накопление позволяет записывать данные без необходимости выбора между числом фотонов и точностью времени жизни в зависимости от скорости временных рядов. Следовательно, могут быть записаны очень быстрые временные ряды. На практике время для каждой строки или элемента мозаики ограничено только минимальным временем строки или кадра сканера.
Примеры записи переходных процессов Ca++ в культивируемых нейронах показаны на следующем рисунке. Образец инкубировали с датчиком кальция (Oregon Green Bapta). Переходные процессы Са++ стимулировались электрическим импульсом, периодически подаваемым на образец. Накопление каждого цикла FLITS или TMI запускалось незадолго до импульсов стимуляции. Образец был отсканирован с временем линии 2 мс для FLITS и с временем кадра 38 мс для TMI.
Рис.2. FLITS (слева) и TMI (справа) переходных процессов Ca++ в живых нейронах. Время линии для FLITS 2 мс, время кадра для TMI 38 мс. Двухфотонное возбуждение, кальциевый сенсор Oregon Green Bapta, плата счета фотонов SPC-150 с микроскопом Zeiss LSM 7 MP.
