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【分享】PTi 连续可调激光频闪技术原理

分子荧光光谱

  • http://www.pti-nj.com/LaserStrobe/TechNotes/TheStrobeTechnique.pdf
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  • fragr

    第1楼2010/01/16

    除了PTI自己的网站外,好像没有多少的对strobe技术好评。陕西师范大学的房喻校长多年前就有论文:“频闪技术的噪声需要估计,无法解决”在前面比较中已经上载了这篇论文。

    我所知道:PTI公司最近和Picoquant(TCSPC技术拥有者之一)达成协议,在其机型上添加TCSPC! 所以TCSPC开花是必然的结果。

    频闪技术是一种门控技术,采用慢闪烁高强激光器(345nm激光器,然后是泵浦染料得到360nm以上的光源;或者加倍频来得到一个245nm)才能获得有限的信号。它的优点是可以使用传统的慢闪烁光源。毕竟是一种门控技术而已。
    在纳米技术得到固体激光器进步,TCSPC的高频光源得到全面解决的今天,strobe技术快穷图末路了。

    由于TCSPC技术核心是高频光源,JY公司推荐新一代NanoLED,却让频闪技术乘机推荐LED。很多用户并不是很了解两个技术的不同点。接受LED来作为频闪技术的配置,以节约成本来牺牲用户的利益,其实绝对是一个误区啊!但是希望“收藏”的朋友可以考虑。

    Strobe--频闪技术,并不是一个新技术,很多年了。当年TCSPC无法克服快速闪烁光源研发的问题,Strobe技术是一个替代的技术之一,不过确实起到一些的作用。但是很多的矛盾无法解决,比如,灵敏度,强光对样品的损伤漂白,分辨率高时无法保证有效信号的采集等等。当时TCSPC则由于纳米超晶格技术、固体激光器技术的发展,已经完全解决了快频闪光源问题。可以参考马里兰大学教授的:“荧光原理”一书,前面有网上上传的英文书籍,是这些年来最为有名的荧光教材,有详细的解释。

    我建议感兴趣的朋友可以在国内做个检测比较,选用两个技术在国内的设备,大家讨论可以接受的样品,比如激发波长300以下的本征发光蛋白、或其它激发波长的样品,或者荧光寿命在1ns以下的样品,做个对比,事实比什么都重要。

    鉴于PTI公司--strobe技术拥有者也开始外购使用TCSPC,所以我们不用再去浪费精力关心Strobe这个门控技术了,毕竟有太多的事情等着我们。

    wade(wry413) 发表:http://www.pti-nj.com/LaserStrobe/TechNotes/TheStrobeTechnique.pdf

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  • jack_zxd

    第2楼2010/01/28

    我是PTI的的代理商,看到了Fragr的文章,感觉到了他的偏执和误解,因此与Fragr商榷一下:

    1. 可以肯定Fragr没有买过、使用过PTI的仪器。因为我在我的客户名单中没有发现他,哈哈。

    2. 两种同时存在的技术,没有绝对的优劣,肯定有各自适应的环境,Strobe, TCSPC 都是这样,一个成熟的公司总是能够按照客户的要求提供相应的技术。

    3. 目前全球PTI用户超过一万家,而且还在持续增加,我不认为他们会“集体性选择失误”,嘿嘿

    4. TCSPC技术确实不错,但它是于1975年由PTI公司在世界上首先商品化。30年来,PTI的TCSPC仪器一直在售,但不同阶段重点不同。

    5. 上世纪80年代,PTI公司在世界上首次商用了第一代strobe技术,它的投入使用,克服了TCSPC技术测试速度慢的问题,但实验精度较TCSPC稍逊,达到纳秒级别。

    6. 上世纪90年代,PTI公司在第一代Strobe技术的基础上,研发了第二代的Strobe技术(频闪分时技术),检测寿命的精度提高到了皮秒的级别,与TCSPC技术相当,实验速度约为TCSPC的1000倍。PTI将频闪分时技术申请了专利,具有完全的自主知识产权,目前尚未听说授权其它公司生产相应仪器。

    7. 做为完全掌握两种技术的公司,我听到了PTI对两种技术的客观评价:各有优劣,有各自的适用范围,你要为用户提供最合适的技术。

    fragr(fragr) 发表:除了PTI自己的网站外,好像没有多少的对strobe技术好评。陕西师范大学的房喻校长多年前就有论文:“频闪技术的噪声需要估计,无法解决”在前面比较中已经上载了这篇论文。

    我所知道:PTI公司最近和Picoquant(TCSPC技术拥有者之一)达成协议,在其机型上添加TCSPC! 所以TCSPC开花是必然的结果。

    频闪技术是一种门控技术,采用慢闪烁高强激光器(345nm激光器,然后是泵浦染料得到360nm以上的光源;或者加倍频来得到一个245nm)才能获得有限的信号。它的优点是可以使用传统的慢闪烁光源。毕竟是一种门控技术而已。
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  • skyee

    第3楼2010/03/08

    除了PTI自己的网站外,好像没有多少的对strobe技术好评。陕西师范大学的房喻校长多年前就有论文:“频闪技术的噪声需要估计,无法解决”在前面比较中已经上载了这篇论文。

    我所知道:PTI公司最近和Picoquant(TCSPC技术拥有者之一)达成协议,在其机型上添加TCSPC! 所以TCSPC开花是必然的结果。

    频闪技术是一种门控技术,采用慢闪烁高强激光器(345nm激光器,然后是泵浦染料得到360nm以上的光源;或者加倍频来得到一个245nm)才能获得有限的信号。它的优点是可以使用传统的慢闪烁光源。毕竟是一种门控技术而已。
    ......

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    如果是这样,我推荐BOXCARD技术,好像和描述的PTI的技术一样样啊。很便宜啊!

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  • seikagaku

    第4楼2010/05/05

    Strobe技术的确很少有资料;主要原因是:它是专利的!不想TCSPC,属于开放技术。

    与LZ认识相反,单光子技术真正走向末路,寿命测量的障碍是PMT的电子传输时间,例如常用的滨松的1527,单光子是1.2ns,这是什么意思呢?单光子从光阴极K传递到阳极P的平均时间,按量子统计分布,其半峰宽是1.2s。如果用最好ns灯光源,脉冲时间半峰宽是1ns,仪器的IFR(平方)=1.2(平方)+1(平方),大于1.5ns,标配的TCSPC,IFR(半峰宽)最强也就1.5ns。

    如果检测极限要进入100ps或50ps,要应用昂贵的MCP-PMT检测器,性能优异MCP的电子传递时间可以达到50ps,如果还用ns灯做光源,TCSPC的IFR约1.1ns;要换fs激光器,不幸的是激光LED的脉冲时间也局限在1ns左右,对IFR没有什么改善,只是一个廉价方案,没有什么性能上的改进!!

    LZ不妨看看TCSPC的彩页资料,都是拿选配MCP的参数混淆仪器性能,实际给用户的标配,大多是那个1527或性能相当的PMT!!有的公司广告连配1527PMT的仪器参数都不给,直接用MCP能达到的50ps或100ps偷换成TCSPC的性能参数,更有离谱的大量用fs激光器+MCP测量的衰减曲线,很牛可没用,除非老板有钱,要真有钱,也不用买那几个商品机器,直接上fs激光器加条纹相机,5ps都有可能。不同检测器性能差距还是有的!价格差距更大,甚至是几倍!!

    Strobe技术,还是很巧妙,他用采用一个简单的串联延时方法,将读取电压和光电子传递同步,结果是,电子传输时间在第一个打拿极之后可以忽略,不影响检测,可以实现ps级的光阴极与第一个打拿极的窗口时间,或者说是门控时间;影响IFR的电子传输时间实际上不是光阴极到阳极的时间,仅是光阴极到第一个打拿极的时间,大约至相当于1.2ns的1/10。

    那么也就很明确,PTI基本上用染料激光器的脉冲半峰宽作为IFR,厂家参数标示800ps,技术资料上是500ps;PMT检测器的电子传输时间基本给省略了!超越ns灯加MCP的TCSPC。PTI的标配轻松战胜TCSPC的选配,另外MCP的可靠性还是有待提高,MCP够强,可没有1527PMT皮实,MCP和PMT本身就是消耗品。

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  • wade

    第6楼2010/05/06

    看了感觉收益匪浅!

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  • wade

    第7楼2010/05/06

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    除了PTI自己的网站外,好像没有多少的对strobe技术好评。陕西师范大学的房喻校长多年前就有论文:“频闪技术的噪声需要估计,无法解决”在前面比较中已经上载了这篇论文。

    据我了解陕西师范大学的房喻老师的论文原文是这样写的:''随着计算机技术的发展,1987年PTI公司将纳秒级频率荧光寿命测定仪商品化,最近PTI公司推出了新一代频闪分时光谱仪,据称新一代频闪分时光谱仪有着TCSPC的准确性,比相调制测定速度更快,操作也很方便,仪器价格也大大降低。不过脉冲法得到的荧光衰减曲线包含噪音的水平尚无法知道,在数据分析时应当有所估计。"----------荧光寿命测定的现代方法与应用,化学通报,2001年第10期 631-636.

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  • fragr

    第8楼2010/05/15

    PMT在光谱仪中广泛使用,但是被称为消耗品还是第一次。

    按照这个说法:Strobe是采用的电压数据采集,如何忽略电子到达第一个打拿极的呢?只是你PMT工作的方法而已,不代表你的整体性能高。比如灵敏度。
    下图来自PTI的样本资料,我们看看这个不带点的曲线的半峰宽,是否500ps呢?

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  • wade

    第9楼2015/03/12

    怎么说strobe 技术也是一种新技术,有人怀疑有人支持很正常。当初相对论都遭到了很多科学家的抵制!

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