FLIM成像-成像新概念

HORIBA FLIMera相机是FLIM技术的一个新概念。它是一个宽场成像相机，而不是一个共焦点扫描系统，其优点是可以用简单的摄像技术在视频速率下研究FLIM动态。

FLIMera 视频 (1:43)

概要：

• 每个像素的TCSPC架构可同时提供24,576衰减曲线

• 复杂的多组份寿命研究

• 直接获取衰减动力学

• 可实现多达5个指数的衰减曲线分析

• EzTime Image --- 简单而高效的软件界面

• 适用于复杂和精密的分子分析，如活细胞动力学研究和疾病诊断的生物标志物检测

CMOS技术的进步促进了基于像素阵列的成像传感器的发展，每个像素基于一个时间数字转换器（TDC），包含一个单光子雪崩光电二极管（SPAD）及其相关的电子计时装置。

这使得基于时间相关单光子计数技术（TCSPC）的快速（视频速率）荧光寿命测定在每个像素中得以独立实现（图1）。

图1：SPAD和TDC对

一个192 x 128像素的图像传感器，采用40nm CMOS技术，被整合到一个宽视场外延荧光显微镜装置中。该传感器具有13%的填充因子，每个18.4 x 9.2 μm的像素包含一个分辨率<40 ps的TDC。从而可同时进行24,576次荧光寿命测量，每次测量包含4,096个时间段。通过专用固件和HORIBA EzTime Image软件，荧光强度和平均寿命以及TCSPC成像测量产生的相位图可以同时以视频（>30 fps）速率实时显示（图2）。

 图2：同时呈现的四个数据集

操作模式

FLIMera是为配合HORIBA高度直观的EzTime Image软件使用而设计的。该软件用于FLIMera的控制、数据采集和分析。FLIMera提供4种操作模式。

• 手动  – 用户开始和停止采集，提供TCSPC强度图像和用于寿命分析的FLIM数据。

• 定时– 用户定义采集的运行时间，提供TCSPC强度图像和用于寿命分析的FLIM数据。

• 流向HDF5文件 – TCSPC数据可以在用户确定的时间段内流向一个HDF5文件，包含了每个像素中每个光子的完整记录，无数据丢失，并可用于重建帧以进行衰减分析。

• 相位图 – 对直方图的补充，能够以相位图的形式实时显示和选择寿命数据，如图3所示。相位图需要使用标准样品寿命进行初始校准。

图3：相位图 

使用标准样品和FUN-1标记的酵母细胞展示其视频速率（图4）。

 图4：从FUN-1标记的酵母细胞寿命视频中提取的一系列图像 https://youtu.be/1Fu7VOCsHuA

 图5 a: DeltaFLEX液体样品的衰减

图5 b：来自24,578个SPAD像素中的一个的衰减，显示了FLIMera非常高的分辨率和TCSPC的真实性。

FLIM 和 HORIBA

新颖的像素内检测和计时技术实现了宽视场成像方法，这大大减少了数据采集时间，使动态事件的研究成为可能。FlIMera为HORIBA在荧光测量领域做出了贡献；它获得了的物理学会商业创新奖。

配置：