参考文献

以下数据表格提供了推荐与LED和激光二极管共同使用的寿命标准名字和寿命

LED

中心波长 (nm) 标准 溶剂 寿命 (ns)
280 对三联苯 乙醇 1.05
PPO 乙醇 1.46
295 对三联苯 乙醇 1.05
PPO 乙醇 1.46
300 对三联苯 乙醇 1.05
PPO 乙醇 1.46
330 1,4-二 [2- (4-甲基-5-苯基恶唑)]苯 乙醇 1.45
BBO 乙醇 1.24
370 1,4-二 [2- (4-甲基-5-苯基恶唑)]苯 乙醇 1.45
BBO 乙醇 1.24
460 荧光素 PBS 4
BodipyFL染料 水 5.8
480 荧光素 PBS 4
BodipyFL染料 水 5.8
520 罗丹明 B 水 1.7
罗丹明 590 水 4.1

PBS = 磷酸盐缓冲液生理盐水
POPOP = 1,4-双(5-苯基恶唑)苯
PPO = 2,5-二苯基唑
BBO = 2,5-双([1,1'-联苯]-4-基)-恶唑

激光二极管

中心波长 (nm) 波长 溶剂 寿命 (ns)
370 1,4-二 [2- (4-甲基-5-苯基恶唑)]苯 乙醇 1.45
BBO 乙醇 1.24
405 香豆素6 乙醇 2.5
1,4-二 [2- (4-甲基-5-苯基恶唑)]苯 乙醇 1.45
435 香豆素6 乙醇 2.5
荧光素 PBS 4
470 荧光素 PBS 4
BodipyFL染料 水 5.8
635 Cy5 水 1
Alexa Fluor 647染料 水 1
680 Alexa Fluor 700染料 水 1
Alexa Fluor 750染料 水 0.66
780 吲哚菁绿 水 0.52

以下寿命标准表格为您提供了标准荧光团 (单指数衰减) 的寿命数据。这些数据可以被用于测试您的寿命仪器钟出现的系统误差。出于方便我们把它们分成了纳秒和皮秒标准。

纳秒寿命标准 寿命 (ns) 寿命测量条件 激发 (nm) 发射 (nm) 参考号
NADH 0.4 0.1 M PB 7.4, 20 °C 330 - 370 400 - 600 1
NATA 3.0 0.1 M PB 7.0, 20 °C 275 310 - 400 1
对三联苯 1.05 乙醇 280 - 340 310 - 412 2
PPD 1.20 乙醇 240 - 340 310 - 440 2
PPO 1.4 乙醇 280 - 350 330 - 480 2
POPOP 1.35 乙醇 280 - 390 370 - 540 2
1,4-二 [2- (4-甲基-5-苯基恶唑)]苯 1.45 乙醇 300 - 400 390 - 560 2
2-氨基嘌呤 11.34 水 290 380 2
左旋酪氨酸 3.27 水 285 300 2
邻氨基苯甲酸 8.67 水 290 400 2
吲哚 4.49 水 290 360 2
荧光素、二阴离子 4.1 ± 0.1 NaOH/水 400 490 - 520 3
罗丹明B 1.74 ± 0.02 水, 20 °C 400 583 4

PB = 磷酸盐缓冲液
NATA = N-乙酰-L-色氨酸酰胺
PPD = 1,5-二苯基-1,3,4-恶二唑
PPO = 2，5-二苯基恶唑
POPOP = 1,4-双 (5-苯基-2-恶唑基)苯

皮秒寿命标准 寿命 (ps) 寿命测量条件 激发 (nm) 发射 (nm) 参考号
DMS 880 环己烷，25 °C 280 - 375 375 - 475 2
DFS 328 Cyclohexane, 25 °C 280 - 375 375 - 450 2
DBS 176 环己烷，25 °C 280 - 385 375 - 475 2
DCS 66 环己烷，25 °C 280 - 420 300 - 500 2
玫瑰红 519 甲醇, 25 °C 575 572 2

DMS = 4-二甲氨基-4-甲氧基芪
DFS = 4-二甲氨基-4-氟二苯乙烯
DBS = 4-二甲氨基-4-溴芪
DCS = 4-二甲氨基-4-氰基芪

参考文献
  1. J.R. Lakowicz
    Principles of Fluorescence Spectroscopy, 1st Ed.
    Plenum Press, New York, London, 1983.
  2. J.R. Lakowicz
    Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd Ed.
    Springer Science+Business Media, LLC, 2006, p. 883-886.
  3. D. Magde, G.E. Rojas, and P. Seybold
    Solvent Dependence of the Fluorescence Lifetimes of Xanthene Dyes.
    Photochem. Photobiol. 70, 737, 1999.
  4. Boens, N., Qin, W., Basaric, N., Hofkens, J., Ameloot, M., Pouget, J., Lefevre, J-P., Valeur, B., Gratton, E., vandeVen, M., Silva, N.D., Jr., Engelborghs, Y., Willaert, K., Sillen, A., Rumbles, G., Phillips, D., Visser, A.J.W.G., van Hoek, A., Lakowicz, J.R., Malak, H., Gryczynski, I., Szabo, A.G., Krajcarski, D.T., Tamai, N., Miura, A.
    Analytical Chemistry, 79(5), p. 2137-2149

以下参数以及更多参数都可能影响寿命的测量值：

  • 温度
  • 缓冲液
  • 氧气的存在 (一种荧光猝灭剂)
  • 浓度
  • 荧光团染料的纯度
  • 使用仪器的质量 (包括比色皿和滤光片)

请在文献中检查数值，并在以上参考文献中查看更多细节。

以下数据表格包含了用于探测离子的重要荧光探针游离和结合态下的平均寿命、吸收和发射峰值。

荧光探针 平均寿命 (ns) 吸收最大值 (nm) 发射最大值 (nm)
  游离态 结合态 游离态 结合态 游离态 结合态
a) 钙离子探针
Fura-2 1.09 1.68 362 335 500 503
Indo-1 1.4 1.66 349 331 482 398
Ca-Green 0.92 3.66 506 506 534 534
Ca-Orange 1.20 2.31 555 555 576 576
Ca-Crimson 2.55 4.11 588 588 610 612
Quin-2 1.35 11.6 356 336 500 503
b) 镁离子探针
Mg-Quin-2 0.84 8.16 353 337 487 493
Mg-Green 1.21 3.63 506 506 532 532
c) 钾离子探针
PBFI 0.52 0.59 350 344 546 504
d) 钠离子探针
Sodium Green 1.13 2.39 507 507 532 532
e) pH探针
SNAFL-1 1.19 3.74 539 510 616 542
羧基-SNARF-1 1.11 3.67 540 508 623 543
羧基-SNARF-2 0.94 4.60 547 514 623 545
羧基-SNARF-1 1.51 0.52 576 549 638 585
羧基-SNARF-2 1.55 0.33 579 552 633 583
羧基-SNARF-6 1.03 4.51 557 524 635 559
羧基-SNARF-X 2.59 1.79 575 570 630 600
试卤灵 2.92 0.45 571 484 587 578
BCECF 4.49 3.17 503 484 528 514

参考文献：

  1. J.R. Lakowicz (Editor)
    Topics in Fluorescence Spectroscopy (Vol. 4): Probe Design and Chemical Sensing
    Plenum Press, New York and London, 1994.

以下数据表格包含了用于探测离子的重要荧光探针游游离和结合态下的平均寿命、吸收和发射峰值

荧光蛋白质 消光系数 Q.Y. 激发max (nm) 发射max (nm) pH依赖性半最大效应浓度 相对漂白时间
EBEFP 31,000 0.25 383 445 5.8 3
ECEFP 26,000 0.40 434 477 4.7 85
EGEFP 55,000 0.60 489 508 5.9 100
EYEP 84,000 0.61 514 527 6.5 35
dsRed 72,500 0.68 558 583 4.3 145

参考文献：

  1. Patterson et al.
    J. Cell Science 114 (5), 837, 2001.
  2. Baird et al.
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 11984, 2000.
  3. Matz et al.
    Nat. Biotechnol. 17, 969, 1999.

测定一个荧光团量子产率的最常见方法是将其和已知的量子产率标准进行对照。以下量子产率标准表格列举了在这种相对量子产率测量中常用作标准的染料。

量子产率 (QY) 标准 QY (%) QY测量的条件 激发 (nm) 参考号
Cy3 4 PBS 540 1
Cy5 27 PBS 620 1
甲酚紫 54 甲醇, 22 °C 540 - 640 2
荧光素 95 ± 3 0.1 M NaOH, 22 °C 496 2
POPOP 97 环己烷 300 2
硫酸奎宁 57.7 0.1 M H2SO4, 22 °C 350 2
罗丹明 101 100 乙醇 450 - 465 2
罗丹明 6G 94 乙醇 488 2
罗丹明 B 31 水 514 3
色氨酸 13 ± 1 水 280 2
酪氨酸 14 ± 1 水 275 2

PBS = 磷酸盐缓冲生理盐水
POPOP = 1,4-双 (5-苯基-2-恶唑基)苯

参考文献
  1. R.B. Mujumdar, L.A. Ernst, S.R. Mujumdar, C.J. Lewis, A.S. Waggoner
    Cyanine dye labeling reagents: sulfoindocyanine succinimidyl esters.
    Bioconj Chem 4, 105-111, 1993.
  2. J.R. Lakowicz
    Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd Ed.
    Springer Science+Business Media, LLC, 2006, p. 54.
  3. D. Magde, G.E. Rojas, and P. Seybold
    Solvent Dependence of the Fluorescence Lifetimes of Xanthene Dyes.
    Photochem. Photobiol. 70, 737, 1999.

以下数据表为您提供了选定荧光染料、探针和标记 (它们经常被用于生物应用和生物医学研究) 的荧光寿命、激发和发射波长信息

荧光团 寿命 (ns) 溶剂 激发max (nm) 发射max (nm)
5-羟色胺     370 - 415 520 - 540
ATTO 565 3.4 Water 561 585
ATTO 655 3.6 Water 655 690
Acridine Orange 2.0 PB pH 7.8 500 530
Acridine Yellow     470 550
Alexa Fluor 488 4.1 PB pH 7.4 494 519
Alexa Fluor 532     530 555
Alexa Fluor 546 4.0 PB pH 7.4 554 570
Alexa Fluor 633 3.2 Water 621 639
Alexa Fluor 647 1.0 Water 651 672
Alexa Fluor 680 1.2 PB pH 7.5 682 707
BODIPY 500/510     508 515
BODIPY 530/550     534 554
BODIPY FL 5.7 Methanol 502 510
BODIPY TR-X 5.4 Methanol 588 616
Cascade Blue     375 410
Coumarin 6 2.5 Ethanol 460 505
CY2     489 506
CY3B 2.8 PBS 558 572
CY3 0.3 PBS 548 562
CY3.5 0.5 PBS 581 596
CY5 1.0 PBS 646 664
CY5.5 1.0 PBS 675 694
Dansyl     340 520
DAPI 0.16 TRIS/EDTA 341 496
DAPI + ssDNA 1.88 TRIS/EDTA 358 456
DAPI + dsDNA 2.20 TRIS/EDTA 356 455
DPH     354 430
Erythrosin     529 554
Ethidium Bromide - no DNA 1.6 TRIS/EDTA 510 595
Ethidium Bromide + ssDNA 25.1 TRIS/EDTA 520 610
溴化乙锭 + dsDNA 28.3 TRIS/EDTA 520 608
FITC 4.1 PB pH 7.8 494 518
荧光素 4.0 PB pH 7.5 495 517
FURA-2     340 - 380 500 - 530
GFP 3.2 缓冲液 pH 8 498 516
Hoechst 33258 - 没有DNA 0.2 TRIS/EDTA 337 508
Hoechst 33258 + ssDNA 1.22 TRIS/EDTA 349 466
Hoechst 33258 + dsDNA 1.94 TRIS/EDTA 349 458
Hoechst 33342 - no DNA 0.35 TRIS/EDTA 336 471
Hoechst 33342 + ssDNA 1.05 TRIS/EDTA 350 436
Hoechst 33342 + dsDNA 2.21 TRIS/EDTA 350 456
HPTS 5.4 PB pH 7.8 454 511
Indocyanine Green 0.52 Water 780 820
Laurdan     364 497
Lucifer Yellow 5.7 Water 428 535
Nile Red     485 525
Oregon Green 488 4.1 Buffer pH 9 493 520
Oregon Green 500 2.18 Buffer pH 2 503 522
Oregon Green 514     511 530
Prodan 1.41 Water 361 498
Pyrene > 100 Water 341 376
Rhodamine 101 4.32 水 496 520
罗丹明110 4.0 水 505 534
罗丹明123     505 534
罗丹明6G 4.08 Water 525 555
罗丹明B 1.68 水 562 583
Ru(bpy)3[PF6]2 600 水 455 605
Ru(bpy)2(dcpby)[PF6]2 375 Buffer pH 7 458 650
SeTau-380-NHS 32.5 水 270 480
SeTau-404-NHS 9.3 水 402 515
SeTau-405-NHS 9.3 Water 405 518
SeTau-425-NHS 26.2 水 340
425
545
SITS     336 438
SNARF     480 600-650
二苯基乙烯SITS, SITA     365 460
Texas Red 4.2 水 589 615
TOTO-1 2.2 水 514 533
YOYO-1 no DNA 2.1 TRIS/EDTA 457 549
YOYO-1 + ssDNA 1.67 TRIS/EDTA 490 510
YOYO-1 + dsDNA 2.3 TRIS/EDTA 490 507
YOYO-3     612 631

 

PBS = 磷酸盐缓冲溶液pH 7.4
PB = 磷酸缓冲液
TRIS/EDTA (1mM, pH 7.4) = 三羟甲基氨基甲烷/乙二胺四乙酸.
ss = 单链
ds = 双链

近红外光谱 (NIRS)
近红外光谱应用于组织时使用了在670 nm至900 nm范围内的激发波长。处于这些波长时，组织的吸收特质使得显著的光量可穿透大量组织。在650 nm以下时血红蛋白的吸收会增加到一定程度，此时没有可测量的光可以穿透过组织；在900 nm以上时水的吸收使得探测穿过组织的光变得困难。因此，在670 和900 nm之间有一个独特的区间，其中组织可以被近红外光探测；在这一范围内主要吸收组织的是氧合和脱氧血红蛋白，再其次是水、脂肪和细胞色素氧化酶。
频域近红外光谱 (FD–NIRS)
频域近红外光谱允许测量并得出组织的吸收和散射吸收 (而非对其统计学数值做出假设或是使用差分路径长度因子)
在频域系统中，NIR激光源是：(a.) 一个以接近一百兆赫兹 (100MHz) 频率正弦调制的振幅，或是 (b.) 一系列重复率为10 - 50 MHz量级的脉冲波。FD–NIRS的仪器可以通过以下两种路径实施： (a.) 使用单个调制频率作为激发源并在三个或更多的位置从注入点收集信号 (多距离方法)；或者 (b.) 使用多个调制频率作为激发源并在一个位置收集信号。
在两种实施方案中，会有三个不同的物理量被测量并记录：探测信号的强度、其相对于源调制的调制比例和信号穿过组织所需的时间 (相移)。从这些测量中会得出组织的吸收和散射系数，因此确定组织的氧合和脱氧血红蛋白浓度。FD–NIRS的主要和独特优点是它有能力在不做任何假设时提供氧合水平的绝对基线并以上至50 Hz的采样率监测组织氧合的变化。
在ISS仪器中，光源以高频 (110 MHz) 调制并通过探测器 (处于离收集器光纤位置四个不同的距离) 被送至对象 (多距离方法)；距离在1.5 cm到4.0 cm不等。共有三个物理量被测量并记录：探测信号的强度、它相对于源调制的调制比和信号穿过组织所需的时间 (相移)。从这些参数中，组织的吸收和散射系数可以被得出，因此确定组织的氧合和脱氧血红蛋白浓度。在一些仪器中发射器光纤和收集器的作用是相反的：光在一个位置注入并在四个不同的位置被收集。FDNIRS的主要和独特优点是它有能力提供提供氧合水平的绝对基线并监测实时氧合变化。
功能性近红外光谱 (fNIRS)
功能性近红外光谱是一种用来获得刺激后 (光学、视觉、听觉等) 大脑活动信息的技术。通过探测神经元激活导致的氧合及脱氧血红蛋白局部浓度的时间变化能够监测这些活动。信号的定位被限制在约5 mm3的体积内。时间分辨率为200 ms量级
Imagent使用了690 nm和830 nm处的波长。光纤被配对以在发射器光纤的每个接触点发射这两个波长的光子。该产品有头戴装置，使用户能以不同的源探测器图样组合探测对象头部。
漫射光学断层扫描 (DOT)
漫射光学断层扫描使用了fNIRS技术以重建被检查组织受血流动力学变化影响区域的3D图像。2D图像重建有时也被叫做“漫射光学地貌”。
事件相关光学信号 (EROS)
事件相关光学信号是一种fNIRS技术，它并非使用血流动力学导致的吸收变化以推断对刺激的认知反应，而是处理探测大脑皮层的光信号散射组成部分所携带的信息。根据推测可以得知信号的改变是由与神经元放电相关的神经胶质和神经元形状变化 (这有可能是水和离子在细胞膜内运动导致的) 或是细胞膜通过激活实现的光学参数改变而造成的。因为EROS不使用血流动力学导致的吸收变化，它是对细胞活性更直接的测量。它有能力在几毫秒的时间尺度内将大脑活动定位在几毫米内。
用于EROS探测的Imagent配置通常只有一种激发波长 (830 nm是更好的选择因为它相较于690 nm拥有更好的组织穿透效率) 并且光纤并没有被配对。共有两个参数会被测量： (1.) 来自光源且能到达探测器的光量；(2.) 光子到达探测器的相位延时 (或者是事件延时)。通过同步记录与刺激的出现以完成时间相关测量的记录。由给定刺激引发的EROS信号会通过与刺激前基线 (就在刺激出现之前被记录) 相比较进行分析。