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荧光显微镜

单光子计数共聚焦显微镜[新品]

Luminosa

  • 您可以完全信赖的质量和精度
  • 节省时间、样品利用率高
  • 灵活性高
  • 2022年9月正式推出
  • 线上产品展示:2022年10月6号至7号

单光子计数共聚焦显微镜

探索共聚焦显微镜的新路径

Luminosa 是一款将超高数据质量与超简日常操作相结合的单光子计数共聚焦显微镜。 它可以轻松集成到任何研究人员的“工具箱”中,成为开始探索使用时间分辨荧光方法科学家以及想要突破极限专家的省时、可靠的“伙伴”。它是一个真正的显微镜系统,每个人都可以依赖。
. 您可以完全信赖的质量和精度
. 节省时间、只需专注于您的样品
. 灵活性高


Luminosa的性能一睹为快
为什么选择Luminosa?

极简操作,超高数据质量,您值得拥有。
PicoQuant 在时间分辨单光子计数方面拥有多达 25 年的经验。 与此同时,PicoQuant 与科学界建立了牢固的联系和深入的合作。 我们收集了众多科学工作者和专家的知识和宝贵经验,并将其融会贯通,进而创建了迄今为止我们最好的时间分辨系统和软件:Luminosa。


值得信赖的质量和精度
实现每个测量环境中单分子研究的最佳性能:即使不需要样品,也可以一键式自动对准程序。 在同一台显微镜上同时实现振镜扫描(最大速度)和物镜扫描(最大光子探测效率)。


节省时间,使您专注于您的样品
基于上下文的直观工作流程指导您自信、有效的利用 smFRET、FCS 和 FLIM 的全部功能。 以最少的用户交互获得分析结果。 基于GPU算法可快速提供可靠的结果。


先进的灵活性
只需单击一下,即可调整观察量以匹配 FCS 和 smFRET 检测的动态。 开放式操作模式,可通过软件完全访问每个光机械组件。

更多信息敬请期待!

单分子水平的动态结构生物学

许多蛋白质的结构已经使用 X 射线晶体学或冷冻电镜等方法成功解决。 然而,当这些技术遇到本质上无序的蛋白质或不结晶的蛋白质时,问题就显现出来了。 此外,观察蛋白质在其原生环境中执行任务时的动态构象变化需要不同的方法。


在这里,诸如 FRET 和 FCS 等单分子荧光方法开辟了新的可能性,因为它们能够在室温下研究溶液中、甚至细胞中的单个分子,并有可能区分不同位置的亚种群。


smFRET 可以监测附着在不同蛋白质残基上两个或多个荧光标记之间的距离变化,从而提供有关构象变化、折叠或蛋白质相互作用的宝贵信息。 这补充了蛋白质结构模型和分子动力学模拟,使研究人员能够更全面地了解蛋白质的功能。


纳秒时间尺度上的 FCS (nsFCS) 揭示了本质上无序或折叠蛋白质的蛋白质链的重新配置时间。 将这些信息与聚合物物理理论和分子模拟相结合,可以更清楚地了解无序蛋白质动力学。


FCS 在微秒到秒的时间尺度上测量分子扩散行为,和实验环境相关性非常高,可以很好的揭示蛋白质流动性、微环境,或蛋白质寡聚化和相互作用。

相分离驱动的细胞机制

液-液相分离正在成为调节细胞中生物分子空间组织的一种关键机制。 它的基础是通过分子子集的凝聚来进行区域化分隔,从而促进蛋白质相互作用。 由于相分离是一个非常动态的过程,它对环境条件的变化反应非常迅速。

荧光方法可用于研究相分离的动力学,跟踪分子进入不同相的分布,观察不同相的动力学,并探究它们的不同性质:


FCS 可以用于测量标记物种的浓度;它的扩展应用FCCS 和 FLCS 甚至可以同时测量多个物种的浓度。此外,FCS 检测了所研究分子的扩散速度,该扩散速度可能因相而异。


和局部环境粘度或刚度非常相关的分子旋转运动,可以通过荧光各向异性实验来进行观察,从而对FCS进行很好地补充。


被称为荧光传感器的FLIM,可以实时读取pH、温度、膜张力或各种离子浓度等环境参数。 这种额外的信息维度,可以帮助解释不同相的动态,并从物理角度理解它们的特性。

环境传感

蛋白质在细胞内的原生环境的特性,例如分子拥挤、pH 波动或质膜改变,都会影响其功能。 但在许多情况下,并非所有这些参数都是已知的,因此无法在实验中准确复现。


在过去的几年里,已经研发出一系列的荧光传感器,它们可以根据特定的环境变化,来改变它们的荧光寿命,例如温度、钙浓度、葡萄糖浓度或膜张力。通过 FLIM技术,可以以非侵入性方式从活细胞中实时定量读取这些参数,从而为更好地了解蛋白质功能或调节提供背景。

细胞膜动力学和结构的映射

细胞膜是高度复杂和动态的结构。 它们的脂质和膜蛋白的分子组成经过精确调整,从而可以获得其生理功能所必需的物理和化学特性。 可以结合互补的荧光方法从不同的角度对生物膜进行研究:


对带有荧光标记的脂质或膜蛋白进行FCS,可以得到其扩散速度和蛋白质迁移率。它还可以表征在研究分子的浓度,而这些浓度可能因地点而异。


通过各向异性实验,可以获得分子取向及其变化。因此,各向异性成像可以可视化有序和无序的膜相,或监测分子的旋转运动。


核心方法论

荧光寿命成像 (FLIM)

FLIM 是一种荧光寿命成像技术,可以解析和显示单个荧光团的寿命,而不是它们的发射光谱。 荧光寿命定义为分子在通过发射光子返回基态之前保持在激发态的平均时间。 由于荧光寿命与浓度、样品吸收、样品厚度、光漂白和激发强度无关,因此与基于强度的方法相比,FLIM 不易出现伪影。


FLIM 的优势:
. 可用于区分不同的荧光团
. 提供额外的信息维度
. 作为光谱信息的补充
. 成为多种功能成像的首选技术(因为荧光团的寿命会受到环境参数,例如 pH 值、离子或氧浓度或分子结合的影响)

FLIM-FRET – 基于寿命的 Förster 共振能量转移

FRET 是一种非辐射过程,其中来自激发的荧光分子(供体)的能量转移到附近2-10 nm 范围内的非激发荧光团(受体)。 能量转移导致供体猝灭、两个荧光团的荧光强度发生变化,以及供体寿命的缩短。


与测量荧光强度变化的标准 FRET 相比,基于寿命的 FRET 可以通过使用供体分子的荧光寿命作为探针进行定量分析,该荧光寿命与宽范围内的浓度无关。 这是至关重要的,因为在像细胞这样的生物系统中,荧光团浓度通常不能精确地测定,也不能在不同细胞之间进行比较。


FLIM-FRET的优势:基于寿命的FRET可以识别具有不同FRET效率的不同亚群,然而基于强度的FRET只能检测平均值。

smFRET – 单分子 Förster 共振能量转移

在这种类型的实验中,要么在单个分子(包含一个供体和受体)内观察到 FRET 过程,要么在自由扩散通过固定在表面上的共聚焦区域相互作用的分子之间观察到 FRET 过程。


一种对 smFRET 很有帮助的技术是脉冲交错激发 (PIE),其中几个脉冲激光器是同步的。 激光脉冲在纳秒时间尺度上分离,从而允许同时记录样品分子的时间行为。


在 smFRET 实验中,可以用于交替激发供体和受体。 通过这种方式,受体染料独立于 FRET 过程被激发,以确认其存在和光活性。 缺乏活性供体或受体的分子与活性 FRET 复合体中分离出来。 这使得即使具有非常低 FRET 效率的 FRET 分子,也可以与具有不存在或不发荧光的受体的分子区分开来。

荧光相关光谱 (FCS)

荧光相关光谱 (FCS) 是一种利用荧光强度随时间波动进行相关性分析的荧光光谱技术。 它为引起这些特征波动的光物理学以及检测到粒子的扩散行为和绝对浓度提供了极具价值的参考信息。 FCS 能够测定重要的生化参数,例如颗粒(分子)的浓度、大小或形状或其环境的粘度。


荧光寿命相关光谱 (FLCS)

荧光寿命相关光谱 (FLCS) 是一种利用皮秒时间分辨荧光检测来分离不同 FCS 贡献的方法。
在荧光互相关光谱 (FCCS) 中使用寿命不同、光谱不可分离荧光团时,FLCS 具有特别的优势,因为它可以消除光谱串扰和背景噪声。 它还提供了一种解决探测器后脉冲伪影的方法。


荧光互相关光谱 (FCCS)

荧光互相关光谱 (FCCS) 是根据不同的发射光谱区分来自两种不同物种 FCS 信号的方法。

各向异性成像

稳态荧光各向异性、特别是时间分辨荧光各向异性的测量为研究分子取向和流动性以及影响它们的过程提供了极好的可能性。 一般来说,各向异性不依赖于荧光团的浓度,即与检测到的信号强度无关。这对于解释 smFRET 测量特别重要,其中荧光团迁移率可能会影响共振转移效率。 时间分辨各向异性测量提供更多信息,因为稳态测量仅为时间平均值,而没有直接洞察动态的过程。

软件

Luminosa 软件包括单分子检测、FCS 和时间分辨成像方法,还可以进行灵活定义的自定义测量和分析模式。 它的设计使快速简便的实验工作流程成为可能,使用户能够专注于他们的样品。 清晰排列的界面仅显示与每个应用程序相关的参数,有助于重复测量,产生一致的数据信息。

只需选择需要使用的荧光团,软件就会自动配置激发激光器、光束路径和检测装置。 它会自动优化处理对时间分辨测量很重要的参数,例如激发光重复频率和脉冲交替激发。 在数据采集过程中,会进行多次在线预览使用户能够立即检查样品和数据质量,从而节省宝贵的仪器测量时间。 同时借助基于 GPU 的快速分析例程,用户可以立即浏览并确认他们的测量数据。


功能亮点

LumiFinder:

自动检测和测量固定发光样品


FRETcompass:
根据 2018 年发表的基准研究,自动确定单分子 FRET 实验中使用的校正因子


InstaFCS:
基于系统建议的模型和参数,进行在线 FCS 拟合


InstaFLIM:
. 为无需用户交互,为FLIM 样品分离提供初步建议
. 系统建议的参数可以进行调整
. 对于 ROI测定,可以提供同步 TCSPC 和相量分析选项


Sample-free auto-alignment:
确保每次测量的最佳性能,即使是最具挑战性的测量


CalEx:
. 激发光源激光功率校准设置和激发强度显示精度可达μW级别
. 无需外部功率计


VarPSF:
在衍射极限和更大的观察视野之间切换