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什么是堆积效应?

在 TCSPC 中,当一个激光脉冲周期内激发出第二个荧光光子时,就会产生“堆积 “效应。由于 TCSPC 电子设备仍在忙于分析同一周期内的第一个光子事件,因此无法检测到这一现象。在这种情况下,记录的荧光衰减曲线与真实的荧光衰减曲线不符。请设想一个典型的多光子荧光成像(MP-FLIM)装置,其钛蓝宝石激光器通常以 80 MHz 的重复频率发射脉冲。每个脉冲发射两个光子将导致 160 MHz 的计数率,而这是极不可能的。值得一提的是,如此高的探测率会使任何已知的单光子探测器饱和或损坏。

有趣的是,为了避免任何“堆积 “效应,人们通常假设光子速率必须小于激发脉冲速率的 0.1%。但这种假设并不正确。这可能源于对 [1] 中报告的 “占空比 “值”<0.1 “的误解。报告中有些值的单位是”%”,有些则不是。因此,”<0.1 “应理解为“<10 %”,而不是”<0.1 %”。在使用 80 MHz 激光器的 MP-FLIM 设置中,这将导致 8 MHz 的计数率。在这种条件下,寿命误差小于 2.5%。这意味着,FLIM 技术的记录速度比通常认为的快 100 倍,而且 “堆积 “问题并不严重。

堆叠误差的正确大小推导及其TCSPC FLIM无关的结论见 [2]。人们经常引用 [2] 作为证明堆积对 TCSPC FLIM 的破坏性影响的证据,由此可见用户对堆积的误解有多深。事实上,它所证明的恰恰相反。因此,请务必在正确的上下文中引用参考文献。

[1] Pawley, James B., ed. 2006.Handbook Of Biological Confocal Microscopy.波士顿,马萨诸塞州:施普林格出版社。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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