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如何在 SPCImage 的 FLIM 分析中使用测量的 IRF?

在某些情况下,在SPCImage 中使用建模的 IRF 不会产生令人满意的结果。这种情况通常发生在模型函数与实际 IRF 不太吻合的情况下。如果探测器的 IRF 显示出特殊的形状特征,例如 SPAD 的扩散尾或 MCP 探测器的次级峰,就会出现这种偏差。此外,许多二极管激光器在较高功率下工作时会在 IRF 中产生次峰值。

在上述任何一种情况下,将测量到的 IRF 纳入 FLIM 数据分析都能提供更稳定的结果,并提高不同 IRF 测量系列的一致性。本文介绍了如何从测量数据中提取 IRF 并将其用于SPCImage 中的 FLIM 数据分析。该过程非常简单,只需点击几下即可完成。但是,必须有有效的 IRF 测量值。

简要说明

  1. 启动 SPCImage 并将带有 IRF 测量值的 .sdt 文件加载到 SPCImage 中:文件 -> 导入
  2. 选择包含 IRF 数据的曲线像素。增加分档参数,为曲线添加更多光子。
    在某些情况下,您也可以使用图标栏中的 “LOCK(锁定)”图标将所有像素分到一起。
  3. 在衰减视图窗口中,使用黑色光标选择曲线的相关部分。光标以外的所有值都将设为零。
  4. 选择IRF -> 从衰变数据中复制
    现在您应该可以看到,在衰减窗口中,绿线正好覆盖了光标范围内的蓝点(测量数据)。
  5. 选择IRF -> 复制到剪贴板
  6. 打开另一个 SPCImage 实例,从您要分析的 .sdt 文件中导入 FLIM 测量数据。
  7. 选择IRF -> 从剪贴板粘贴
  8. 现在像往常一样运行 FLIM 分析

要了解更多信息,请继续阅读下文。

长版本

第一步当然是在仪器上测量 IRF。有多种方法可以做到这一点,如测量散射、淬灭荧光、SHG 等。但目前还没有一种适用于所有仪器的通用方法。请参阅bh TCSPC 手册第 446 页的 “IRF 记录 “部分。在本节中,我们假定已经执行了有效的 IRF,并以 .sdt 文件的形式提供。

打开 IRF 测量并提取 IRF

  1. 启动 SPCImage 并将带有 IRF 测量值的 .sdt 文件加载到 SPCImage 中:文件 -> 导入
  2. 选择包含 IRF 数据的曲线像素。增加分档参数,为曲线添加更多光子。
  3. 在某些情况下,您也可以使用图标栏中的 “LOCK(锁定)”图标将所有像素分到一起。
  4. 在衰减视图窗口中,使用黑色光标选择曲线的相关部分。光标以外的所有值都将设为零。

在下面的示例中,在双光子 FLIM 显微镜上记录了尿素晶体的 SHG 信号。增加分档后,可以看到一个主峰和几个由寄生反射产生的微弱次峰。我们使用衰减视图窗口中的黑色光标来分离出主峰,并将其用作 IRF。 请注意,在此阶段 SPCImage 并不知道我们的计划。SPCImage 仍会尝试模拟合成 IRF(绿线),并用荧光衰减模型(红线)拟合 SHG 数据。

使用黑色光标选择正确范围后,我们需要告诉 SPCImage,它应将测量数据(蓝点)声明为 IRF。为此,我们可以在菜单栏中告诉 SPCImage 从测量数据中提取 IRF:
4.选择IRF -> 从衰减数据中复制

现在您应该可以看到,在衰减窗口中,绿线正好与光标范围内的蓝点(测量数据)重叠。请注意,现在 SPCImage 会自动尝试用新的 IRF 拟合数据,并在模型选项中设置最低寿命值。

最后一步,我们需要将新的 IRF 复制到剪贴板:

5. 选择:IRF -> 复制到剪贴板

现在 IRF 数据已在剪贴板中,可以粘贴到任何地方(详情见下文)。

在实际 FLIM 测量中使用 IRF

要将提取的 IRF 纳入实际分析,我们需要加载 FLIM 数据集并粘贴 IRF。通常,我们会启动另一个 SPCImage 实例,并导入包含 FLIM 测量数据的 .sdt 文件: 文件 -> 导入
现在将剪贴板中的 IRF 粘贴到当前数据集中:
7.选择:IRF -> 从剪贴板粘贴

现在像往常一样运行 FLIM 分析。新的 IRF 将用于拟合荧光衰减曲线。

提示和技巧

由于 SPCImage 使用剪贴板来存储 IRF,而且数据格式只是光子数的矢量,因此很容易 “玩转 “IRF。还可以使用自己的模型函数来查看分析效果。

随心所欲……

将 IRF 复制到计算机的剪贴板后,可以轻松粘贴到任何其他软件中。例如,在记事本中粘贴并检查数据:

数据格式由整数值组成,以列矢量形式排列。条目数等于荧光衰减曲线的点数,即 SPCM 中的 ADC 分辨率。在这里,您只需手动更改数值(保留整数格式和行数),然后复制粘贴回 SPCImage 即可。 如果您想记录尝试过的不同 IRF,或者想将其导入其他软件,可以将数据保存为简单的文本文件。

如果您使用 Matlab,则可以在变量编辑器中轻松粘贴数据。首先在命令行中创建一个新变量:

IRF=0;

然后在变量编辑器中打开变量,粘贴之前在 SPCImage 中复制的数据:

……中复制的数据。

如果在其他软件中修改过 IRF 或对其进行过建模,则可以通过选择从剪贴板粘贴到 SPCImage 中: IRF -> 从剪贴板粘

唯一需要注意的是:值必须是整数值(无逗号、无点),矢量的长度必须与当前数据集相匹配。最佳做法是从 SPCImage 中复制建模的 IRF,并将其用作比较或模板。

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