[发明专利]测量样本中激发态寿命的方法

说明书

本发明公开了一种测量样本中激发态寿命的方法，特别是测量荧光寿命的方法，以及执行这种方法的设备。首先，生成激发脉冲并用该激发脉冲照亮样本区域。随后，生成表示激发脉冲的功率‑时间曲线的第一数字数据序列，并且根据第一数字数据序列确定第一开关时刻。此外，利用检测器检测从样本区域发出的检测光，生成表示检测光的功率‑时间曲线的第二数字数据序列，并且根据第二数字数据序列确定第二开关时刻。最后，计算第一和第二开关时刻之间的时间差。

技术领域

本发明涉及测量样本中激发态寿命的方法，具体地，涉及测量荧光寿命的方法以及用于实施这种方法的设备。

本发明还涉及测量样本中激发态寿命的设备，具体地，涉及测量荧光寿命的设备，该设备包括用于产生激发脉冲以利用该激发脉冲照亮样本区域的光源以及用于检测从样本区域发出的检测光的检测器。

背景技术

通过分析利用一种或多种荧光染料标记的样本的激发态寿命，可获得与样本性质有关的重要信息。尤其是当使用多种荧光染料时，可以通过利用荧光寿命成像显微仪（FLIM）获得与被分析的样本区域有关的信息（例如与其成分和环境有关的信息）。在细胞生物学中，例如，可以通过测量荧光染料的寿命间接地推断出样本区域中的钙离子浓度。

现有多种方法来测量荧光染料的激发态寿命。一些方法在1999年KluwerAcademic/Plenum出版的由Joseph R.Lakowicz所著的教科书“Principles ofFluorescence Spectroscopy”第二版中有所描述。例如，可以调制激发光随着时间的功率，从而可以通过发出光的相位延迟推断出激发态的寿命。

还可以利用短光脉冲激发荧光染料，从而可以电子地测量发射脉冲的时间延迟。举例来说，德国专利公开文献DE 102004017956A1描述了一种分析样本中激发态的寿命的显微镜，其包括至少一个用于产生激发光的光源以及至少一个用于接收从样本发出的检测光的检测器。显微镜的特征在于：光源包括发出脉冲激发光的半导体激光器以及调整设备，调整设备用于将脉冲重复频率调整至样本的特定的寿命特性。

具体地，数据分析所需的电子设备是可商购的，其通常以PC插卡的形式提供。然而，除了高成本之外，这样的时间测量卡具有死区时间特别长的缺点，从而，在样本激发之后，其仅能够检测第一个检测脉冲（第一个检测光子）的到达然后在很长的一段时间内处于“盲”状态。最终，对于用户来说，包含在从样本发出的检测光中的信息的很大一部分仍然是隐藏的。

此外，不可能对激发脉冲实现高重复频率，因此，也不可能在一个测量周期内进行频繁地测量。实际可实现的测量率远低于可商购的脉冲激光器的一般重复频率。出于该原因，举例来说，需要十分长的时间才能收集足够的数据以生成FLIM影像。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种可能在较短的时间内获得更精确测量结果的方法。

该目的是通过包括下述步骤的方法来实现的：

a.生成激发脉冲并用该激发脉冲照亮样本区域，

b.生成表示激发脉冲的功率-时间曲线的第一数字数据序列，

c.根据第一数字数据序列确定第一开关时刻，

d.利用检测器检测从样本区域发出的检测光，

e.生成表示检测光的功率-时间曲线的第二数字数据序列，

f.根据第二数字数据序列确定第二开关时刻，及

g.计算第一和第二开关时刻之间的时间差。

本发明的另一目的是提供一种可能在较短的时间内获得更精确测量结果的设备。

该目的是通过上述类型的设备来实现的，该设备包括控制装置，该控制装置：