人子宫颈癌

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  • 【分享】法研究发现一种病毒蛋白质可转变为宫颈癌"杀手"

    [center]法研究发现一种病毒蛋白质可转变为宫颈癌"杀手"[/center]法国斯特拉斯堡路易• 巴斯德大学的研究人员日前发现,一种导致宫颈癌的蛋白质经过极其微小的变异,可以转而抑制这种癌症的扩散,这一成果将有助于科学家们研制治疗宫颈癌的新药。 路易• 巴斯德大学的科研人员在17日出版的英国《致癌基因》杂志电子版上报告说,全世界每年有50万妇女罹患宫颈癌,其中80%生活在发展中国家。这种病主要通过性行为传播,而导致它的罪魁祸首正是人乳头状瘤病毒(HPV)。 据介绍,HPV病毒会产生两种基因蛋白质,分别被命名为E6和E7,科研人员发现,E6导致癌细胞的增殖,但当它发生变异以后,却转而开始抑制肿瘤的生成。研究小组认为,虽然这种变异微不足道,但却能彻底改变E6的性质。 路易• 巴斯德大学表示,目前治疗宫颈癌的主要方法是接种疫苗,不过它的价格会令一些发展中国家的患者望而却步。此外,对于那些已经患病的女性来说,疫苗也无济于事,因此,他们希望利用这一发现,研究出能治疗宫颈癌的特效药。信息来源:中国医药123网

  • 【科普】HPV疫苗:第一个防癌疫苗!

    由美国默沙东公司(Merck)研制成功的一种专门针对人乳头状瘤病毒(HPV)的疫苗——“加德西”(Gardasil),获得美国食品及药品管理局(FDA)的上市批准。这是世界上第一个,也是惟一一个获准上市的用来预防由HPV 6、11、16和18型引起的宫颈癌和生殖器官癌前病变的癌症疫苗。全球有两种人类乳头瘤状病毒(HPV)疫苗上市,分别是默沙东(Merck)药厂研制的加卫苗(Gardasil),以及葛兰素史克的卉妍康疫苗。卉妍康疫苗宣称可以百分百预防由HPV16及HPV18型病变引起的子宫颈癌,而七成的子宫颈癌是由这两种HPV病变引发的。英国现时使用的正是卉妍康疫苗,旨在针对十二至十三岁的女生,2008年英国共有七十万个女孩注射此疫苗。宫颈癌是妇女常见的一种恶性肿瘤,发生部位为子宫阴道部及宫颈管,这种癌症的罪魁就是人类乳突病毒HPV。一项对1113名美国和巴西妇女的研究表明,一种能将宫颈癌发生率降低75%的HPV疫苗,其安全性好,并且有效率达到95%。研究的详细结果公布在2004年11月13日的The Lancet(柳叶刀)期刊上。这种能抵制最常见的人类乳突病毒(HPV)致癌株的疫苗在预防导致宫颈癌的持续性感染方面,其有效率达到100%。在人一生中(包括男性和女性),发生HPV感染的风险大约是80%。这也就意味着,男人和女人一样,需要HPV疫苗。中国方兴未艾的重金属污染,空气污染,水质污染............造就了一个又一个的癌症村,癌症县!我们有必要在对自己健康的防护上加强力量!第一例癌症疫苗的出现,虽然并不意味着很多癌症疫苗会出现,但至少对于我们来说,是一个信号、一个星星之火、一个曙光、一个绝大的希望!现在,这个疫苗的价格不菲,而且能打的地方不多,可能很多人没有资金、没有意愿去进行注射。但是让大家知道这回事,相当于给大家多了一个选择,总是好事的。如果有机会、有可能、有条件注射这种疫苗的话, 你会选择注射吗?

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  • 重磅|10部门印发加速消除宫颈癌行动计划|HPV检测方法知多少
    2023年1月20日,国家卫生健康委印发《加速消除宫颈癌行动计划(2022-2030年)》。行动计划指出,宫颈癌的主要致病原因是高危型人乳头瘤病毒(HPV)持续感染,通过为年轻女性接种HPV疫苗、在适龄女性中开展宫颈癌筛查、及时治疗宫颈癌及癌前病变等三级预防措施能够有效防控并最终实现消除宫颈癌。  近年来,各地积极推动实施妇女“两癌”(宫颈癌和乳腺癌)筛查服务,建立分工协作、上下联动的宫颈癌防治体系,促进了宫颈癌早诊早治,宫颈癌诊疗不断规范,群众健康意识逐步提升。  根据行动计划,到2025年,试点推广适龄女孩HPV疫苗接种服务;适龄妇女宫颈癌筛查率达到50%;宫颈癌及癌前病变患者治疗率达到90%。到2030年,持续推进适龄女孩HPV疫苗接种试点工作;适龄妇女宫颈癌筛查率达到70%;宫颈癌及癌前病变患者治疗率达到90%。  行动计划要求,促进HPV疫苗接种。对于符合要求的国产HPV疫苗加快审评审批。加强HPV疫苗接种规范化管理,建立真实完整的疫苗购进、储存、分发、供应记录,及时公布有资质的接种单位名单,做好疑似预防接种异常反应监测和处置。积极发挥学校在组织动员方面的作用,提升适龄女孩HPV疫苗接种意愿。鼓励有条件的地区开展HPV疫苗接种试点,探索多种渠道支持资源不足地区适龄女孩接种。同时,国家卫健委妇幼健康司发布了《加速消除宫颈癌行动计划(2023—2030年)》文件解读(查看原文),解读主要从文件的制定背景、主要内容以及主要特点三个方面展开。主要特点如下:(一)响应世界卫生组织(WHO)“消除宫颈癌”倡议。(二)强调多部门协作和社会参与。(三)积极推动HPV疫苗接种。(四)通过效果评估推动加速消除。HPV检测与宫颈癌检测的发展近年来,宫颈癌筛查领域中一项重大变革就是HPV检测成为宫颈癌筛查领域的首选方法。2018年,WHO首次提出消除宫颈癌的全球行动倡议。2020年11月,WHO正式发布《加速消除宫颈癌全球战略》,提出推动HPV疫苗接种、宫颈癌筛查和为患者提供规范治疗管理等阶段性目标,并指出相比于其他筛查手段,HPV检测更具灵敏度及高阴性预测值。各国应逐渐过渡到将HPV检测作为子宫颈癌筛查的首选方法。2021年7月6日,WHO发布宫颈癌筛查指南,首次向全球推荐高危型HPV DNA检测为宫颈癌初筛首选方法,替代目前被广泛使用的VIA或细胞学检查,并强调无论现在使用的是何种筛查方法,下次常规筛查都应首先采用HPV DNA检测。2022年1月,国家卫生健康委为进一步规范子宫颈癌筛查工作,研究制定了《子宫颈癌筛查工作方案》,确立了HPV检测单独用于宫颈癌的初筛。2022年10月,《HPV DNA检测应用于健康体检人群子宫颈癌初筛的专家共识》发布,旨在正确、规范地开展HPV DNA检测,促进新策略在国内健康人群宫颈癌筛查中的应用,提高筛查的质量和效率。HPV检测技术  HPV 检测分为 mRNA 检测和 DNA 检测。DNA检测包括普通聚合酶链式反应(Polymerase chainreaction,PCR)反向点杂交法,杂交捕获法,实时荧光定量 PCR 法等。HPV 检测在子宫颈癌筛查的应用,经历了细胞学检查的辅助诊断,与细胞学联合筛查,单独用于子宫颈癌初筛3个阶段。国内外大量证据表明,HPV检测筛查 CIN2+的灵敏度可达97%,特异度达 85%。评价HPV检测技术最重要指标是临床灵敏度和阴性预测值,应最大限度地减少临床假阳性和假阴性。2014年美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准了首个单独用于子宫颈癌初筛的HPV DNA检测产品(Cobas HPV)。目前,实时荧光定量PCR法是唯一获得美国 FDA 批准,单独用于子宫颈癌初筛的HPV检测方法。王巧燕, 陈伟华. 国内HPV DNA检测的常见方法比较[J]. 检验医学, 2012(01):77-80.上图总结了三种分子生物学方法的特点,下文介绍了HPV DNA检测需要的一些科学仪器技术:HPV DNA检测科学仪器技术宫颈癌的筛查方法早期主要是妇科检查中醋酸及复方碘液染色肉眼观察法(VIA及VILI),而后逐渐发展了巴氏涂片、细胞学检测(TCT/LCT)法,再有随着PCR技术的发展, 进入分子生物学阶段,HPV DNA检测技术被重点提出。——01——实时荧光定量PCR仪 (点击查看更多)实时荧光定量PCR仪可以在DNA扩增反应中,以荧光化学物质测每次聚合酶链式反应(PCR)循环后产物总量的方法。通过内参或者外参法对待测样品中的特定DNA序列进行定量分析的方法。模板的Ct值和该模板的起始拷贝数存在线性关系,所以成为定量的依据。——02——核酸分子杂交仪(点击查看更多)杂交捕获法HC-II需要使用分子杂交仪,又叫分子杂交炉或分子杂交箱。核酸分子杂交技术可以检测待测基因组中是否含有已知基因序列。该设备可替代塑料杂交袋和水浴摇床,避免杂交袋破损带来的污染危险。拥有温控精确,空气循环装置独特,升温速度快等特点。广泛地使用于克隆基因的筛选、酶切图谱的制作、基因组中特定基因序列的定性、定量检测和疾病的诊断等方面。分子生物学领和临床诊断中均有应用。——03——核酸提取仪(点击查看更多)核酸提取仪是应用配套的核酸提取试剂来自动完成样本核酸提取工作的仪器。在疾病控制中心、临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测和分子生物学研究等领域广泛应用。自动液体工作站功能非常强大,分液、吸液可自动完成。有些设备还具有扩增、检测的功能,实现提取到检测的全自动化。——04——基因芯片(点击查看更多)基因芯片又称DNA微阵列、生物芯片,其测序原理是杂交测序法。在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针,进行核酸杂交的方法。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG,与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时,通过确定荧光强度最强的探针位置,获得一组序列完全互补的探针序列,据此可重组出靶核酸的序列。
  • 罗氏宫颈癌细胞学检测术获CFDA批准 可区分自愈患者和治疗患者
    罗氏宫颈癌细胞学检测术获CFDA批准 可区分自愈患者和治疗患者昨日,罗氏宣布中国食品药品监督管理局 (CFDA)批准该公司的CINtec PLUS细胞学检测术。这项技术旨在改善宫颈癌前病变的检测和早期措施。与传统的Pap等检测手段相比,CINtec PLUS的灵敏度和精确度都有所提高,这也是它获得批准的一大原因。中国每年宫颈癌的新发病例约6万2千例,每年约3万的中国女性死于该疾病。几乎所有的宫颈癌是由人乳头状瘤病毒(HPV)感染造成的,但只有那些有持续HPV感染,并出现宫颈癌前病变的患者才需要接受治疗,而剩下的患者主要依靠自愈能力。罗氏的这项CINtec PLUS技术能检测到HPV持续感染患者中的两个可致癌生物标志物, 因此可以区分需要进行治疗的患者和那些可以自我康复的患者。“这项全自动的CINtec PLUS细胞学检测手段将向中国妇女提供行业内最全面的宫颈癌筛查,从而落实我们预防妇女患子宫颈癌的承诺。”中国罗氏诊断总经理Wong Fatt Heng先生说道,“ 该细胞学检测有助于减少过度诊断,提高癌前宫颈疾病的检测,使患者能够采取早期措施。”罗氏在中国、欧洲、亚洲、拉丁美洲和加拿大等各地安装了数万台诊断仪器,患者能在这些地方接受该项全自动的CINtec PLUS 细胞学检测服务。
  • 厦门研制出宫颈癌疫苗 杀癌细胞如同“打靶”
    癌症是严重威胁人类身体健康的重大疾病,已成为人类死亡的主要原因之一。面对中国癌症死亡率居高不下,而且还呈现持续增长的严峻形势,厦门大学一大群科研人员围绕着癌症发生的分子机理进行研究,取得了众多突破性成果,其中包括正在向国家递交新药报批申请的宫颈癌疫苗。   服用药物之后,可以使人体中一种蛋白质从癌细胞的“保护者”,“叛变”成能够杀死癌细胞的“杀手”,潜伏其中令癌细胞防不胜防、无处逃身 通过向人体内注射某种蛋白分子,迫使癌细胞纷纷自杀,让肌体细胞进行自我调节,从而避免癌症的发生 像接种乙肝疫苗、流感疫苗、狂犬病疫苗等一样接种癌症疫苗,让你一辈子都不用担心患上癌症……   这些听起来是不是不可思议,有点像是天方夜谭?或是以为这是科幻影视作品的情节,不可能在现实生活中出现。   其实,这并不是幻想,而是确确实实已经发生并且正在走入老百姓生活当中。   厦门大学科研人员最近宣布,他们已经研制出宫颈癌疫苗和尖锐湿疣疫苗,并正在向国家递交新药报批申请。一旦获得国家药监局批准,那么,疫苗就可以进入临床试验,一旦通过就能上市。   这就意味着,女性以后可以像接种乙肝疫苗一样来接种宫颈癌疫苗,一辈子可以高枕无忧地避免患上这种令人恐怖的癌症。宫颈癌是全球妇女第二大常见恶性肿瘤,仅次于乳腺癌,资料显示,全世界每2分钟就有1位妇女死于宫颈癌。   成功研制出疫苗的是设立于厦门大学的国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心。在前不久举行的海西生物医药发展论坛上,该中心表示,他们科研人员已成功地利用大肠杆菌表达出HPV16、18、6、11共4种型别的类病毒颗粒,并已经建立大规模发酵工艺和中试纯化工艺,分别已向国家递交了宫颈癌疫苗(HPV16、18型)和尖锐湿疣疫苗(HPV6、11型)的新药报批申请。调查结果显示:针对16、18型的预防疫苗可以预防至少70%的子宫颈癌。而尖锐湿疣是最主要的性传播疾病之一,90%以上的尖锐湿疣由HPV6、11型引起。   在人类历史上,曾经出现过多种造成巨大生命和财产损失的疫症,而在预防和消除这些疫症的过程中,疫苗发挥了十分关键的作用。所以疫苗被评为人类历史上最重大的发现之一,因此,从某种意义上来说人类繁衍生息的历史就是人类不断同疾病和自然灾害斗争的历史,控制传染性疾病最主要的手段就是预防,而接种疫苗被认为是最行之有效的措施。   如今,疫苗被成功地应用到癌症的防治上来,可谓是人类发展史上一件具有里程碑意义的事件。   研究论文全部用英文撰写   厦门大学生命科学学院办公楼位于厦门大学上弦场体育场边上。当记者走进厦门大学生命科学学院院长、博导林圣彩教授的办公室时,感觉像是走进一个工厂一样,满眼都是各式各样的实验器材,连办公室外边走廊也都摆着大型的设备,瓶瓶罐罐摆得到处都是,空气中弥漫着一股说不出来的味道,再加上那些实验仪器运行的声音,生命科学学院整栋楼房成了一个巨大的实验室。   这与生命科学学院办公楼前边号称厦大最美体育场的上弦场有着天壤之别。而正是在这里,关于癌症的许多世界突破性研究诞生了。   林圣彩院长跟记者介绍说,厦门大学生命科学学院的前身是生物学系,创建于1922年,与厦门大学几乎同时创立,迄今已造就了一批在国内外享有盛誉的著名学者。学院由生物学系、生物化学与生物技术系、生物医学科学系、国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心、细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室等单位组成。   前边提到的研制宫颈癌疫苗和尖锐湿疣疫苗的国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心,正是厦大生命科学学院的一个组成单位,该研究中心是一个公益性、不以营利为目的的开放性研究开发平台。   在普通人眼里,或许这些科研人员的研究对象过于“微不足道”,因为都是肉眼无法看见的细胞、分子等,平常人根本就不可能深入了解。像生物医学科学系,是利用最新现代分子生物学实验技术方法,从生物学角度研究重要生理与重大疾病的分子机理,并将基础理论研究成果应用于保障健康和疾病的诊断与治疗。   因为林圣彩院长的说法太过于专业不好理解,记者提出查阅癌症方面的研究资料时,林院长说是有一大堆资料,这令早报记者喜出望外。结果,早报记者却发现所有的论文资料全部是英文撰写的,对于外行人而言简直就是“天书”,无法看懂。   林院长笑着说,如果用中文写的话,没有多少人能看懂,也无法写得出来,因此,他们科研人员的论文几乎都是用英文撰写,因为其研究水平属于国际一流,这些论文都是要发表在当今世界最有影响力的科技期刊上,其中包括发表在NatureImmunology等国际一流刊物上。   癌细胞“杀手”一年前已经发现   从厦门大学生命科学学院科研秘书王老师提供给早报记者的资料来分析,厦大众多的癌症研究已经处于国际一流水平。   2009年8月,厦大生命科学学院院长林圣彩教授课题组研究成果揭示了细胞如何防止癌变的内在机理,这属于癌症研究的新突破,这一发现可能为癌症治疗提供新的思路和途径。   林圣彩教授介绍说,从医学上来说,癌症发生的一个很重要的原因是因为细胞基因组发生了突变,继而出现细胞生长和分裂的异常,并将有缺陷的遗传物质传递下去,直至癌组织的出现。林圣彩教授课题组在一项研究中发现,存在于细胞内的一种名为Axin的蛋白分子可以通过控制一种名为p53的抑癌基因的活性来决定细胞“命运”,这也就意味着,含有过度受损基因组的细胞“命运”可以通过二者特定的相互作用促使细胞进行“死亡”,从而避免个体发生癌变。   林圣彩教授课题组的这一最新研究成果刊登在国际著名学术期刊《NatureCellBiology》(《自然—细胞生物学》)上。该杂志是英国《自然》杂志的子刊,被认为是细胞生物学领域的顶尖杂志。   2008年10月,厦大生物医学研究院教授、长江学者讲座教授张晓坤博士及其团队发现了一种神奇的小肽,它可以使人体中一种蛋白质从癌细胞“保护者”,“叛变”为能够杀死癌细胞的“杀手”。这种肽能直接作用于一个名为“Bcl-2”的蛋白质,使之从一个保护癌细胞免受程序性死亡调控转变为能够杀死癌细胞的蛋白。这一新发现被认为可能引发一种新型的癌症治疗模式,具有重大的意义。更为关键的是,这种肽十分容易合成,换句话说,这一新发现使科学家能够基于Bcl-2蛋白构象变化寻找新型治疗药物,为抗癌药物的研发提供了一个新方向。这被认为是肿瘤生物学领域的一个重大创新性发现,在国际生物医学科学研究领域激起了很大的反响和广泛的关注。   2006年12月,厦门大学生物医学工程研究中心研发出一种高效、低毒治疗恶性肿瘤的全新抗癌药物制剂。以往化疗药剂无法区分好坏细胞,导致癌症患者在化疗过程中会出现掉发、身体素质快速下降的状况,而这种药剂在应用过程中只对癌症细胞起到杀伤作用,在肿瘤局部药物浓度达到最高,具有定向给药的特点。   现状分析   厦门3人中有1个死于癌症   福建省是全国肿瘤发病率最高的省份之一,是肝癌、鼻咽癌等癌症的主要分布区之一。同时,福建的癌症死亡率位居全国前列,近年来平均每年新增约8万癌症患者,有4万人死于癌症,其中男性恶性肿瘤死亡率居全国第三位,女性居全国第四位。   厦门市放射肿瘤学会副主任委员、福建省放射肿瘤学会委员侯如蓉介绍说,厦门市癌症发病率、死亡率远高于全国平均水平。根据厦门市疾病预防控制中心公布的2008年全市居民死亡原因分析报告,全市居民前十位疾病死因中,恶性肿瘤依然以141.75/10万的死亡率居首,占总死亡率的31.3%,并出现年轻化趋势。这意味着3个死亡的厦门市民中,就有1个是被恶性肿瘤夺去生命的。其中,肝癌、肺癌、食道癌、胃癌、肠癌分列前五大肿瘤杀手。   与全国其他发达省市相比,福建省和厦门市癌症医疗资源还是比较缺乏。据统计,福建省肿瘤医院床位总数约1100张,厦门市肿瘤中心核定病床数为143张。但是,癌症病号的增加速度远远超过了病床位增加的速度。目前,在厦门十几万的癌症病人中,癌痛得到规范治疗的不到三成,七成癌症病人处于长期忍痛的状态之中。   作为一名从事肿瘤临床治疗长达30多年的老医生,侯如蓉主任用“太残忍、太可怕”来形容当前的厦门癌症现状,五六岁的癌症患者也有,20岁左右的乳腺癌患者也很普遍,连见多识广的侯如蓉主任也感觉到现在的癌症非常触目惊心。   杀死癌细胞就像打靶一样   一个立足于海峡西岸经济区、辐射港澳台和东南亚地区,实施治疗与研究的世界顶级肿瘤治疗与研究中心要落户厦门。有专家表示,随着治癌新药的问世,将来治疗方式越来越简单。   当前,癌症仍是我们人类面临的巨大挑战,就全球人口与先进国家来说,癌症均居国民死亡原因第二位。据日内瓦(GENEVA)世界癌症报告(当今全球综合性最强的调查),全球每年大约有1090万人被诊断出患有癌症,有670万患者死亡。   癌症极大威胁人类健康,人们一直在寻找有效的治疗方法去征服癌症,抗癌研究是当今生命科学中极富挑战性且意义重大的领域。   后基因组时代的到来,让人们对基因及其功能的认识逐渐深入,肿瘤细胞与正常细胞间在细胞内的信号转导途径的差异正在被认识,恶性肿瘤细胞内的信号转导、细胞周期的调控、细胞凋亡的诱导、血管生成以及细胞与胞外基质的相互作用等各种基本过程正在被逐步阐明,癌症在分子水平上的发病机制研究得越来越清楚。   随着肿瘤细胞增殖、凋亡等信号传导通路的阐明,过去那种以统一制式的疗法进行的癌症治疗,由于产生了许多副作用,这些副作用包含身体的不适,有些甚至威胁到生命安全,正在被近来悄然上市的靶向药物产品所替代,靶向治疗方式是以杀死癌细胞为主要目标。靶标抗癌药物直接针对的是分子靶点,就像击靶,将能有效克服目前临床上常用的细胞毒类抗肿瘤药物难以避免的选择性差、毒副作用强、易产生耐药等缺点。   厦门大学生物医学研究院下属有一个癌症研究中心。癌症研究中心的建设将以研究肿瘤细胞信号转导为基础,通过对肿瘤细胞信号转导通路的阐述,发现更多特异性强的分子靶点和途径,为发展新的肿瘤治疗、预防和诊断提供技术支持。   厦门要建顶级肿瘤中心   一边是社会对癌症治疗的强烈需求,一边是薄弱的癌症治疗技术力量,还有厦门大学强大的癌症科研水平,这形成了一对奇怪的矛盾。   建设肿瘤医院、开展癌症治疗研究,这对于促进经济社会和谐发展也具有重要意义。   为此,厦门市政府向省政府提出建议,依托厦门大学生命科学、医学、化学等学科优势,建设厦门肿瘤医院暨癌症治疗研究中心,即厦门肿瘤治疗与研究中心。该中心的长远目标是建成世界一流水平的肿瘤研究中心,短期目标则是厦门肿瘤医疗方面的水平三五年内要提升到全国先进水平。   2009年6月,厦门肿瘤治疗与研究中心筹备领导小组成立,由厦门大学朱崇实校长担任组长,厦门市副市长潘世建、厦门市卫生局局长黄如欣担任副组长。由厦大校长来担当这个肿瘤治疗与研究中心筹备领导小组的组长,其用意非常明显,那就是要充分调动厦大生命科学、医学、化学等学科的优势。   厦门市副市长潘世建表示,在厦门市的医疗卫生事业当中,让人“最不安心”的就是肿瘤的诊断、治疗水平。恶性肿瘤已经成了威胁厦门人民生命健康的第一大杀手。因此,厦门市必须要建立一个高起点、高标准的肿瘤治疗与研究中心。   据介绍,在起步阶段,厦门肿瘤治疗与研究中心在研究领域将主要依托厦门大学生命科学学院的力量建设,因为该学院的肿瘤研究团队已经是目前国内相关领域最优秀的团队之一。在未来的发展过程中,中心还会积极向美国休斯敦、中国台湾等地的相关机构取经。在建设过程中,中心会面向全球招聘精英,相关设备的购置也会遵循高起点的要求。   厦门大学生命科学学院院长林圣彩也是厦门肿瘤治疗与研究中心筹备领导小组成员之一。林教授表示,目前国内一流的肿瘤中心屈指可数,厦门的想法很有前瞻性。要把这个中心建设好,首先要密切厦大的科学研究和地方医院的临床诊疗之间的联系,要重视培养有临床背景的研究人才。同时,也要对现有的医疗资源进行充分的整合和利用。   观点   癌症研究任重道远   每年2月4日是“世界抗癌日”。早在前两年,美国国立癌症研究所所长埃申巴赫就提出,如果能将该研究所每年50亿美元的研究经费5年间再增加42亿美元,到2010年,他们就能实现“消除癌症患者痛苦和死亡”的目标。也就是说,只要研究经费充足,科学家完全可以提早让癌症患者免于死亡。   埃申巴赫所预言的2010年也就是今年,早报记者问林圣彩教授埃申巴赫的说法是否有可能实现。   林教授直言“不可能”,癌症的预防与治疗牵涉到许多方面,癌症的起因十分复杂,要在这样短的时间内攻克各种不同的癌症似乎不太可能,并非增加投入研究经费就可以立马解决的事情。林教授认为,如果经费有增加,可以用于研发先进的医疗技术,并用于临床试验的基础结构建设,2010年要达到“癌症患者免于死亡”这一目标是不可能的,但充足的经费必将有助于缩短实现这一目标的时间。   林圣彩教授是细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室和福建省肿瘤生物学重点实验室的主任,他领导的课题组长期致力于肿瘤细胞生物学的研究。   林教授认为癌症的发生和发展极其复杂,一项学术成果仅仅是癌症研究进展中的一项而已,接下来要走的路还很长很长。   癌症极大威胁人类健康,人们一直在寻找有效的治疗方法去征服癌症,抗癌研究是当今生命科学中极富挑战性且意义重大的领域。   作为一名研究癌症几十年的医生,侯如蓉主任表示,癌症其实是一种“生活方式”疾病。与其去寻找什么治癌的“灵丹妙药”,还不如在日常生活中培养良好的生活习惯。   侯如蓉主任表示,世界各地肿瘤高发区环境中存在着大量的致、促癌因素,而患癌者仅占千分之几,90%以上的人不发生癌症,这说明上述各种外界的致、促癌因素即使进入人体也不一定发病,因为正常人体具有完整的免疫系统,具有一定的抗癌能力。

人子宫颈癌相关的仪器

  • 荧光和荧光寿命分子包含多个单能态S0、S1、S2…和三重态T1…,每个能态都包含多个精细的能级。正常情况下,大部分电子处在*低能态即基态S0 的*低能级上,当分子被光束照射,会吸收光子能量,电子被激发到更高的能态S1 或S2 上,在S2 能态上的电子只能存在很短暂的时间,便会通过内转换过程跃迁到S1 上,而S1 能态上的电子亦会在极短时间内跃迁到S1 的*低能级上,而这些电子会存在一段时间后通过震荡弛豫辐射跃迁到基态,这个过程会释放一个光子,即荧光。此外,亦会有电子跃迁至三重态T1 上,再由T1 跃迁至基态,我们称之为磷光。荧光特性研究荧光特性时,主要在以下几方面进行分析:激发光谱,发射光谱、荧光强度、偏振荧光、荧光发光量子产率、荧光寿命等。其中荧光寿命(Fluorescence Lifetime)是指荧光分子在激发态上存在的平均时间(纳秒量级)。荧光寿命测试荧光寿命一般在几纳秒至几百纳秒之间,如今主要有两类测试方法:时域测量和频域测量时间稳定性实验测试曲线:1 时域测量由一束窄脉冲将荧光分子激发至较高能态S1,接着测量荧光的发射几率随时间的变化。其中目前广泛应用的是时间相关单光子计数,即TCSPC(Time Correlated Single Photon Counting)时间相关单光子计数(TCSPC) 实现了从百ps-ns-us 的瞬态测试,此方法对数据的获取完全依赖快速探测器和高速电路。用统计的方法计算样品受激后发出的*一个( 也是唯一的一个) 光子与激发光之间的时间差,也就是下图的START( 激发时刻) 与STOP( 发光时刻) 的时间差。由于对于Stop 信号的要求,所以TCSPC 一般需要高重复频率的光源作为激发源,其重复至少要在100KHz 以上,多数的光源都会达到MHz 量级;同时,在一般情况下还要对Stop 信号做数量上的控制,做到尽量满足在一个激发周期内,样品产生且只产生一个光子的有效荧光信号,避免光子对的出现。2 频域测量对连续激发光进行振幅调制后,分子发出的荧光强度也会受到振幅调制,两个调制信号之间存在与荧光寿命相关的相位差,因此可以测量该相位差计算荧光寿命。 左图为正弦调制激发光(绿色)频域显示,发射光信号(红色)相应的相位变化频域显示。右图为对应不同寿命的调制和相位的频域显示。TM- 调制寿命,TP- 相位寿命。[1]显微荧光寿命成像技术(FLIM)显微荧光寿命成像技术(Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy,FLIM)是一种在显微尺度下展现荧光寿命空间分布的技术,由于其不受样品浓度影响,具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能,目前在生物医学工程、光电半导体材料等领域是一种重要的表征测量手段。FLIM 一般分为宽场FLIM 和激光扫描FLIM。宽场FLIM(Wide Field FLIM,WFM)该技术是用平行光照明并由物镜聚焦样品获得荧光信号,再由一宽场相机采集荧光成像。宽场FLIM 常用于快速获取大面积样品成像。时域或是频域寿命采集都可以应用在宽场成像FLIM 上。宽场FLIM 有更高帧率和低损伤的优势。2 激光扫描FLIM(Laser Scanning FLIM,LSM)激光扫描FLIM 是针对选定区域内的样品逐点获取其荧光衰减曲线,再经过拟合*终合成荧光寿命图像。相比宽场FLIM,其在空间分辨率、信噪比方面有更大的优势。扫描方式有两种:一种是固定样品,移动激光进行扫描,一种是固定激光,电动位移台带动样品移动进行扫描。FLIM 应用材料科学领域宽禁带半导体如GaN、SiC 等体系的少子寿命mapping 测量量子点如CdSe@ZnS 等用作荧光寿命成像显微镜探针钙钛矿电池/LED 薄膜的组分分析、缺陷检测铜铟镓硒CIGS,铜锌锡硫CZTS 薄膜太阳能电池的组分、缺陷检测镧系上转换纳米颗粒GaAs 或GaAsP 量子阱的载流子扩散研究生命科学领域细胞体自身荧光寿命分析自身荧光相对荧光标记的有效区分活细胞内水介质的PH 值测量局部氧气浓度测量具有相同频谱性质的不同荧光标记的区分活细胞内钙浓度测量时间分辨共振能量转移(FRET):纳米级尺度上的远差测量,环境敏感的FRET 探针定量测量代谢成像:NAD(P)H 和FAD 胞质体的荧光寿命成像OmniFluo-FLIM系列显微荧光寿命成像系统应用案例1 用荧光分子对海拉细胞进行染色用荧光分子转子Bodipy-C12 对海拉细胞(宫颈癌细胞的一种) 进行染色。(a) 显微荧光寿命成像图,寿命范围1ns(蓝色)到2.5ns(红色);(b) 荧光寿命直方图,脂肪滴的短寿命约在1.6ns 附近,细胞中其他位置寿命较长,在1.8ns 附近。用荧光分子转子的时间分辨测量*大的好处在于荧光寿命具备足够清晰的标签特性,且与荧光团的浓度无关。[2]2 金属修饰荧光金属修饰荧光:(a) 荧光寿命是荧光团到金表面距离的函数;(b) 用绿色荧光蛋白(GFP)标记乳腺腺癌细胞的细胞膜的共聚焦xz 横截面,垂直比例尺:5 m;(c) b 图的FLIM 图,金表面附近的GFP 荧光寿命缩短。[2]3 钙钛矿太阳能电池下图研究中,展示了一种动态热风(DHA)制备工艺来控制全无机PSC 的薄膜形态和稳定性,该工艺不含有常规的有害反溶剂,可以在大气环境中制备。同时,钙钛矿掺有钡(Ba2+) 碱金属离子(BaI2:CsPbI2Br)。这种DHA 方法有助于形成均匀的晶粒并控制结晶,从而形成稳定的全无机PSC。从而在环境条件下形成完整的黑色相。经过DHA处理的钙钛矿光伏器件,在0.09cm小面积下,效率为14.85%,在1x1cm的大面积下,具有13.78%的*高效率。DHA方法制备的器件在300h后仍然保持初始效率的92%。4 MQWs 多量子阱研究在(a) 蓝宝石和(b) GaN 上生长的MQWs 的共焦PL mapping 图像。具有较小尺寸的发光团的*高密度是观察到在GaN 上生长的MQWs。在(c) 蓝宝石和(d)GaN 上生长的MQWs 的共焦TRPL mapping 图。仅对于在GaN 上生长的MQWs,强的PL 强度区域与较长PL 衰减时间的区域很好地匹配。在(e) 蓝宝石和(f)GaN 上生长的MQWs 在A 点和B 点测量的局部PL 衰减曲线,均标记在图中。对于在GaN 上生长的MQWs,点A 和B 之间的PL 衰减时间差更高。OmniFluo-FLIM系列显微荧光寿命成像系统参数配置北京卓立汉光仪器有限公司提供的显微荧光寿命成像系统是基于显微和时间相关单光子计数技术,配合高精度位移台得到微观样品表面各空间分布点的荧光衰减曲线,再经过用数据拟合,得到样品表面发光寿命表征的影像。是光电半导体材料、荧光标记常用荧光分子等类似荧光寿命大多分布在纳秒、几十、几百纳秒尺度的物质的不二选择。参数指标:系统性能指标光谱扫描范围200-900nm*小时间分辨率16ps荧光寿命测量范围500ps-1μs@ 皮秒脉冲激光器空间分辨率≤1μm@100X 物镜@405nm 皮秒脉冲激光器荧光寿命检测IRF≤2ns配置参数激发源及匹配光谱范围(光源参数基于50MHz 重复频率)375nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:30ps,平均功率1.5mW,荧光波段:400-850nm405nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:25ps,平均功率2.5mW,荧光波段:430-920nm450nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:50ps,平均功率1.9mW,荧光波段:485-950nm488nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:70ps,平均功率1.3mW,荧光波段:500-950nm510nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:75ps,平均功率1.1mW,荧光波段:535-950nm635nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:65ps,平均功率4.3mW,荧光波段:670-950nm660nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:60ps,平均功率1.9mW,荧光波段:690-950nm670nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:40ps,平均功率0.8mW,荧光波段:700-950nm科研级正置显微镜落射明暗场卤素灯照明,12V,100W5 孔物镜转盘,标配明场用物镜:10×,50×,100×监视CCD:高清彩色CMOS 摄像头,像元尺寸:3.6μm*3.6μm,有效像素:1280H*1024V,扫描方式:逐行,快门方式:电子快门电动位移台高精度电动XY 样品台,行程:75*50mm(120*80mm 可选),*小步进:50nm,重复定位精度:< 1μm光谱仪320mm 焦距影像校正单色仪,双入口、狭缝出口、CCD 出口,配置三块68×68mm 大面积光栅,波长准确度:±0.1nm,波长重复性:±0.01nm,扫描步距:0.0025nm,焦面尺寸:30mm(w)×14mm(h),狭缝缝宽:0.01-3mm 连续电动可调探测器:制冷型紫外可见光电倍增管,光谱范围:185-900nm(标配,可扩展)光谱CCD(可扩展PLmapping)低噪音科学级光谱CCD(LDC-DD),芯片格式:2000x256,像元尺寸:15μm*15μm, 探测面:30mm*3.8mm,背照式深耗尽芯片,低暗电流,*低制冷温度-60℃ @25℃环境温度,风冷,*高量子效率值95%时间相关单光子计数器(TCSPC)时间分辨率:16/32/64/128/256/512/1024ps……33.55μs,死时间< 10ns,*高65535 个直方图时间窗口,瞬时饱和计数率:100Mcps,支持稳态光谱测试;OmniFluo-FM 荧光寿命成像专用软件控制功能:控制样品平移台移动,通过显微镜的明场光学像定位到合适区域,框选扫描区域进行扫描,逐点获得荧光衰减曲线,实时生成荧光图像等数据处理功能:自动对扫描获得的FLIM 数据,逐点进行多组分荧光寿命拟合(组分数小于等于4),对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示图像处理功能:直方图、色表、等高线、截线分析、3D 显示等操作电脑品牌操作电脑,Windows 10 操作系统 FLIM 软件界面控制测试界面测试软件的界面遵循“All In One”的简洁设计思路,用户可在下图所示的控制界面中完成采集数据的所有步骤:包括控制样品平移台移动,通过显微镜的明场光学像定位到合适区域,框选扫描区域进行扫描,逐点获得荧光衰减曲线,实时生成荧光图像等。数据处理界面功能丰富的荧光寿命数据处理软件,充分挖掘用户数据中的宝贵信息。可自动对扫描获得的FLIM 数据,逐点进行多组分荧光寿命拟合(组分数小于等于4),对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示。自主开发的一套时间相关单光子计数(TCSPC)荧光寿命的拟合算法,可对荧光衰减曲线中*多包含4 个时间组分的荧光过程进行拟合,获得每个组分的荧光寿命,光子数比例,计算评价函数和残差。TCSPC 荧光寿命通常并非简单的指数衰减过程,而是与光源及探测器相关的仪器响应函数(IRF)与荧光衰减过程相互卷积的结果,因此适当的拟合方法和参数选择对获得正确可靠的荧光寿命非常重要。该软件可导入实际测量的IRF 对衰减曲线进行卷积计算和拟合。但是大多数情况下, IRF 很难正确的从实验获得,针对这种情况,软件提供了两种无需实验获取IRF 的拟合方法:NO.1 通过算法对数据上升沿进行拟合,获得时间响应函数IRF,然后对整条衰减曲线进行卷积计算和拟合得到荧光寿命。NO.2对于衰减时间远长于仪器响应时间的,可对衰减曲线下降沿进行直接的指数拟合。该软件经过大量测试,可以很好的满足各种场合的用户需求。MicroLED 微盘的荧光强度像(3D 显示):测试案例
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  • 荧光和荧光寿命分子包含多个单能态S0、S1、S2… 和三重态T1… ,每个能态都包含多个精细的能级。正常情况下,大部分电子处在*低能态即基态S0 的*低能级上,当分子被光束照射,会吸收光子能量,电子被激发到更高的能态S1 或S2 上,在S2 能态上的电子只能存在很短暂的时间,便会通过内转换过程跃迁到S1 上,而S1 能态上的电子亦会在极短时间内跃迁到S1 的*低能级上,而这些电子会存在一段时间后通过震荡弛豫辐射跃迁到基态,这个过程会释放一个光子,即荧光。此外,亦会有电子跃迁至三重态T1 上,再由T1 跃迁至基态,我们称之为磷光。荧光特性研究荧光特性时,主要在以下几方面进行分析:激发光谱,发射光谱、荧光强度、偏振荧光、荧光发光量子产率、荧光寿命等。其中荧光寿命(Fluorescence Lifetime)是指荧光分子在激发态上存在的平均时间(纳秒量级)。荧光寿命测试荧光寿命一般在几纳秒至几百纳秒之间,如今主要有两类测试方法:时域测量和频域测量时间稳定性实验测试曲线:1 时域测量由一束窄脉冲将荧光分子激发至较高能态S1,接着测量荧光的发射几率随时间的变化。其中目前广泛应用的是时间相关单光子计数,即TCSPC(Time Correlated Single Photon Counting)时间相关单光子计数(TCSPC) 实现了从百ps-ns-us 的瞬态测试,此方法对数据的获取完全依赖快速探测器和高速电路。用统计的方法计算样品受激后发出的第一个( 也是*一的一个) 光子与激发光之间的时间差,也就是下图的START( 激发时刻) 与STOP( 发光时刻) 的时间差。由于对于Stop 信号的要求,所以TCSPC 一般需要高重复频率的光源作为激发源,其重复至少要在100KHz 以上,多数的光源都会达到MHz 量级;同时,在一般情况下还要对Stop 信号做数量上的控制,做到尽量满足在一个激发周期内,样品产生且只产生一个光子的有效荧光信号,避免光子对的出现。2 频域测量对连续激发光进行振幅调制后,分子发出的荧光强度也会受到振幅调制,两个调制信号之间存在与荧光寿命相关的相位差,因此可以测量该相位差计算荧光寿命。 左图为正弦调制激发光(绿色)频域显示,发射光信号(红色)相应的相位变化频域显示。右图为对应不同寿命的调制和相位的频域显示。TM- 调制寿命,TP- 相位寿命。[1]显微荧光寿命成像技术(FLIM)显微荧光寿命成像技术(Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy,FLIM)是一种在显微尺度下展现荧光寿命空间分布的技术,由于其不受样品浓度影响,具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能,目前在生物医学工程、光电半导体材料等领域是一种重要的表征测量手段。FLIM 一般分为宽场FLIM 和激光扫描FLIM。宽场FLIM(Wide Field FLIM,WFM)该技术是用平行光照明并由物镜聚焦样品获得荧光信号,再由一宽场相机采集荧光成像。宽场FLIM 常用于快速获取大面积样品成像。时域或是频域寿命采集都可以应用在宽场成像FLIM 上。宽场FLIM 有更高帧率和低损伤的优势。2 激光扫描FLIM(Laser Scanning FLIM,LSM)激光扫描FLIM 是针对选定区域内的样品逐点获取其荧光衰减曲线,再经过拟合最终合成荧光寿命图像。相比宽场FLIM,其在空间分辨率、信噪比方面有更大的优势。扫描方式有两种:一种是固定样品,移动激光进行扫描,一种是固定激光,电动位移台带动样品移动进行扫描。显微荧光寿命成像系统RTS2-FLIM应用材料科学领域宽禁带半导体如GaN、SiC 等体系的少子寿命mapping 测量量子点如CdSe@ZnS 等用作荧光寿命成像显微镜探针钙钛矿电池/LED 薄膜的组分分析、缺陷检测铜铟镓硒CIGS,铜锌锡硫CZTS 薄膜太阳能电池的组分、缺陷检测镧系上转换纳米颗粒GaAs 或GaAsP 量子阱的载流子扩散研究生命科学领域细胞体自身荧光寿命分析自身荧光相对荧光标记的有效区分活细胞内水介质的PH 值测量局部氧气浓度测量具有相同频谱性质的不同荧光标记的区分活细胞内钙浓度测量时间分辨共振能量转移(FRET):纳米级尺度上的远差测量,环境敏感的FRET 探针定量测量代谢成像:NAD(P)H 和FAD 胞质体的荧光寿命成像显微荧光寿命成像系统RTS2-FLIM应用案例1 用荧光分子对海拉细胞进行染色用荧光分子转子Bodipy-C12 对海拉细胞(宫颈癌细胞的一种) 进行染色。(a) 显微荧光寿命成像图,寿命范围1ns(蓝色)到2.5ns(红色);(b) 荧光寿命直方图,脂肪滴的短寿命约在1.6ns 附近,细胞中其他位置寿命较长,在1.8ns 附近。用荧光分子转子的时间分辨测量*大的好处在于荧光寿命具备足够清晰的标签特性,且与荧光团的浓度无关。[2]2 金属修饰荧光金属修饰荧光:(a) 荧光寿命是荧光团到金表面距离的函数;(b) 用绿色荧光蛋白(GFP)标记乳腺腺癌细胞的细胞膜的共聚焦xz 横截面,垂直比例尺:5m;(c) b 图的FLIM 图,金表面附近的GFP 荧光寿命缩短。[2]3 钙钛矿太阳能电池下图研究中,展示了一种动态热风(DHA)制备工艺来控制全无机PSC 的薄膜形态和稳定性,该工艺不含有常规的有害反溶剂,可以在大气环境中制备。同时,钙钛矿掺有钡(Ba2+) 碱金属离子(BaI2:CsPbI2Br)。这种DHA 方法有助于形成均匀的晶粒并控制结晶,从而形成稳定的全无机PSC。从而在环境条件下形成完整的黑色相。经过DHA处理的钙钛矿光伏器件,在0.09cm小面积下,效率为14.85%,在1x1cm的大面积下,具有13.78%的*高效率。DHA方法制备的器件在300h后仍然保持初始效率的92%。4 MQWs 多量子阱研究在(a) 蓝宝石和(b) GaN 上生长的MQWs 的共焦PL mapping 图像。具有较小尺寸的发光团的最高密度是观察到在GaN 上生长的MQWs。在(c) 蓝宝石和(d)GaN 上生长的MQWs 的共焦TRPL mapping 图。仅对于在GaN 上生长的MQWs,强的PL 强度区域与较长PL 衰减时间的区域很好地匹配。在(e) 蓝宝石和(f)GaN 上生长的MQWs 在A 点和B 点测量的局部PL 衰减曲线,均标记在图中。对于在GaN 上生长的MQWs,点A 和B 之间的PL 衰减时间差更高。显微荧光寿命成像系统FLIM参数配置北京卓立汉光仪器有限公司提供的显微荧光寿命成像系统是基于显微和时间相关单光子计数技术,配合高精度位移台得到微观样品表面各空间分布点的荧光衰减曲线,再经过用数据拟合,得到样品表面发光寿命表征的影像。是光电半导体材料、荧光标记常用荧光分子等类似荧光寿命大多分布在纳秒、几十、几百纳秒尺度的物质的选择。参数指标:系统性能指标光谱扫描范围200-900nm最小时间分辨率16ps荧光寿命测量范围500ps-1μs@ 皮秒脉冲激光器空间分辨率≤1μm@100X 物镜@405nm 皮秒脉冲激光器荧光寿命检测IRF≤2ns配置参数激发源及匹配光谱范围(光源参数基于50MHz 重复频率)375nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:30ps,平均功率1.5mW,荧光波段:400-850nm405nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:25ps,平均功率2.5mW,荧光波段:430-920nm450nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:50ps,平均功率1.9mW,荧光波段:485-950nm488nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:70ps,平均功率1.3mW,荧光波段:500-950nm510nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:75ps,平均功率1.1mW,荧光波段:535-950nm635nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:65ps,平均功率4.3mW,荧光波段:670-950nm660nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:60ps,平均功率1.9mW,荧光波段:690-950nm670nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:40ps,平均功率0.8mW,荧光波段:700-950nm科研级正置显微镜落射明暗场卤素灯照明,12V,100W5 孔物镜转盘,标配明场用物镜:10×,50×,100×监视CCD:高清彩色CMOS 摄像头,像元尺寸:3.6μm*3.6μm,有效像素:1280H*1024V,扫描方式:逐行,快门方式:电子快门电动位移台高精度电动XY 样品台,行程:75*50mm(120*80mm 可选),最小步进:50nm,重复定位精度:< 1μm光谱仪320mm 焦距影像校正单色仪,双入口、狭缝出口、CCD 出口,配置三块68×68mm 大面积光栅,波长准确度:±0.1nm,波长重复性:±0.01nm,扫描步距:0.0025nm,焦面尺寸:30mm(w)×14mm(h),狭缝缝宽:0.01-3mm 连续电动可调探测器:制冷型紫外可见光电倍增管,光谱范围:185-900nm(标配,可扩展)光谱CCD(可扩展PLmapping)低噪音科学级光谱CCD(LDC-DD),芯片格式:2000x256,像元尺寸:15μm*15μm, 探测面:30mm*3.8mm,背照式深耗尽芯片,低暗电流,*低制冷温度-60℃ @25℃环境温度,风冷,最高量子效率值95%时间相关单光子计数器(TCSPC)时间分辨率:16/32/64/128/256/512/1024ps… … 33.55μs,死时间< 10ns,*高65535 个直方图时间窗口,瞬时饱和计数率:100Mcps,支持稳态光谱测试;OmniFluo-FM 荧光寿命成像专用软件控制功能:控制样品平移台移动,通过显微镜的明场光学像定位到合适区域,框选扫描区域进行扫描,逐点获得荧光衰减曲线,实时生成荧光图像等数据处理功能:自动对扫描获得的FLIM 数据,逐点进行多组分荧光寿命拟合(组分数小于等于4),对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示图像处理功能:直方图、色表、等高线、截线分析、3D 显示等操作电脑品牌操作电脑,Windows 10 操作系统软件界面控制测试界面测试软件的界面遵循“All In One”的简洁设计思路,用户可在下图所示的控制界面中完成采集数据的所有步骤:包括控制样品平移台移动,通过显微镜的明场光学像定位到合适区域,框选扫描区域进行扫描,逐点获得荧光衰减曲线,实时生成荧光图像等。数据处理界面功能丰富的荧光寿命数据处理软件,充分挖掘用户数据中的宝贵信息。可自动对扫描获得的FLIM 数据,逐点进行多组分荧光寿命拟合(组分数小于等于4),对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示。自主开发的一套时间相关单光子计数(TCSPC)荧光寿命的拟合算法,可对荧光衰减曲线中最多包含4 个时间组分的荧光过程进行拟合,获得每个组分的荧光寿命,光子数比例,计算评价函数和残差。TCSPC 荧光寿命通常并非简单的指数衰减过程,而是与光源及探测器相关的仪器响应函数(IRF)与荧光衰减过程相互卷积的结果,因此适当的拟合方法和参数选择对获得正确可靠的荧光寿命非常重要。该软件可导入实际测量的IRF 对衰减曲线进行卷积计算和拟合。但是大多数情况下, IRF 很难正确的从实验获得,针对这种情况,软件提供了两种无需实验获取IRF 的拟合方法:1.通过算法对数据上升沿进行拟合,获得时间响应函数IRF,然后对整条衰减曲线进行卷积计算和拟合得到荧光寿命。2.对于衰减时间远长于仪器响应时间的,可对衰减曲线下降沿进行直接的指数拟合。该软件经过大量测试,可以很好的满足各种场合的用户需求。MicroLED 微盘的荧光强度像(3D 显示):
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  • 荧光和荧光寿命分子包含多个单能态S0、S1、S2…和三重态T1…,每个能态都包含多个精细的能级。正常情况下,大部分电子处在*低能态即基态S0 的*低能级上,当分子被光束照射,会吸收光子能量,电子被激发到更高的能态S1 或S2 上,在S2 能态上的电子只能存在很短暂的时间,便会通过内转换过程跃迁到S1 上,而S1 能态上的电子亦会在极短时间内跃迁到S1 的*低能级上,而这些电子会存在一段时间后通过震荡弛豫辐射跃迁到基态,这个过程会释放一个光子,即荧光。此外,亦会有电子跃迁至三重态T1 上,再由T1 跃迁至基态,我们称之为磷光。荧光特性研究荧光特性时,主要在以下几方面进行分析:激发光谱,发射光谱、荧光强度、偏振荧光、荧光发光量子产率、荧光寿命等。其中荧光寿命(Fluorescence Lifetime)是指荧光分子在激发态上存在的平均时间(纳秒量级)。荧光寿命测试荧光寿命一般在几纳秒至几百纳秒之间,如今主要有两类测试方法:时域测量和频域测量时间稳定性实验测试曲线:1 时域测量由一束窄脉冲将荧光分子激发至较高能态S1,接着测量荧光的发射几率随时间的变化。其中目前广泛应用的是时间相关单光子计数,即TCSPC(Time Correlated Single Photon Counting)时间相关单光子计数(TCSPC) 实现了从百ps-ns-us 的瞬态测试,此方法对数据的获取完全依赖快速探测器和高速电路。用统计的方法计算样品受激后发出的*一个( 也是唯一的一个) 光子与激发光之间的时间差,也就是下图的START( 激发时刻) 与STOP( 发光时刻) 的时间差。由于对于Stop 信号的要求,所以TCSPC 一般需要高重复频率的光源作为激发源,其重复至少要在100KHz 以上,多数的光源都会达到MHz 量级;同时,在一般情况下还要对Stop 信号做数量上的控制,做到尽量满足在一个激发周期内,样品产生且只产生一个光子的有效荧光信号,避免光子对的出现。2 频域测量对连续激发光进行振幅调制后,分子发出的荧光强度也会受到振幅调制,两个调制信号之间存在与荧光寿命相关的相位差,因此可以测量该相位差计算荧光寿命。 左图为正弦调制激发光(绿色)频域显示,发射光信号(红色)相应的相位变化频域显示。右图为对应不同寿命的调制和相位的频域显示。TM- 调制寿命,TP- 相位寿命。[1]显微荧光寿命成像技术(FLIM)显微荧光寿命成像技术(Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy,FLIM)是一种在显微尺度下展现荧光寿命空间分布的技术,由于其不受样品浓度影响,具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能,目前在生物医学工程、光电半导体材料等领域是一种重要的表征测量手段。FLIM 一般分为宽场FLIM 和激光扫描FLIM。宽场FLIM(Wide Field FLIM,WFM)该技术是用平行光照明并由物镜聚焦样品获得荧光信号,再由一宽场相机采集荧光成像。宽场FLIM 常用于快速获取大面积样品成像。时域或是频域寿命采集都可以应用在宽场成像FLIM 上。宽场FLIM 有更高帧率和低损伤的优势。2 激光扫描FLIM(Laser Scanning FLIM,LSM)激光扫描FLIM 是针对选定区域内的样品逐点获取其荧光衰减曲线,再经过拟合*终合成荧光寿命图像。相比宽场FLIM,其在空间分辨率、信噪比方面有更大的优势。扫描方式有两种:一种是固定样品,移动激光进行扫描,一种是固定激光,电动位移台带动样品移动进行扫描。FLIM 应用材料科学领域宽禁带半导体如GaN、SiC 等体系的少子寿命mapping 测量量子点如CdSe@ZnS 等用作荧光寿命成像显微镜探针钙钛矿电池/LED 薄膜的组分分析、缺陷检测铜铟镓硒CIGS,铜锌锡硫CZTS 薄膜太阳能电池的组分、缺陷检测镧系上转换纳米颗粒GaAs 或GaAsP 量子阱的载流子扩散研究生命科学领域细胞体自身荧光寿命分析自身荧光相对荧光标记的有效区分活细胞内水介质的PH 值测量局部氧气浓度测量具有相同频谱性质的不同荧光标记的区分活细胞内钙浓度测量时间分辨共振能量转移(FRET):纳米级尺度上的远差测量,环境敏感的FRET 探针定量测量代谢成像:NAD(P)H 和FAD 胞质体的荧光寿命成像OmniFluo-FLIM系列显微荧光寿命成像系统应用案例1 用荧光分子对海拉细胞进行染色用荧光分子转子Bodipy-C12 对海拉细胞(宫颈癌细胞的一种) 进行染色。(a) 显微荧光寿命成像图,寿命范围1ns(蓝色)到2.5ns(红色);(b) 荧光寿命直方图,脂肪滴的短寿命约在1.6ns 附近,细胞中其他位置寿命较长,在1.8ns 附近。用荧光分子转子的时间分辨测量*大的好处在于荧光寿命具备足够清晰的标签特性,且与荧光团的浓度无关。[2]2 金属修饰荧光金属修饰荧光:(a) 荧光寿命是荧光团到金表面距离的函数;(b) 用绿色荧光蛋白(GFP)标记乳腺腺癌细胞的细胞膜的共聚焦xz 横截面,垂直比例尺:5 m;(c) b 图的FLIM 图,金表面附近的GFP 荧光寿命缩短。[2]3 钙钛矿太阳能电池下图研究中,展示了一种动态热风(DHA)制备工艺来控制全无机PSC 的薄膜形态和稳定性,该工艺不含有常规的有害反溶剂,可以在大气环境中制备。同时,钙钛矿掺有钡(Ba2+) 碱金属离子(BaI2:CsPbI2Br)。这种DHA 方法有助于形成均匀的晶粒并控制结晶,从而形成稳定的全无机PSC。从而在环境条件下形成完整的黑色相。经过DHA处理的钙钛矿光伏器件,在0.09cm小面积下,效率为14.85%,在1x1cm的大面积下,具有13.78%的*高效率。DHA方法制备的器件在300h后仍然保持初始效率的92%。4 MQWs 多量子阱研究在(a) 蓝宝石和(b) GaN 上生长的MQWs 的共焦PL mapping 图像。具有较小尺寸的发光团的*高密度是观察到在GaN 上生长的MQWs。在(c) 蓝宝石和(d)GaN 上生长的MQWs 的共焦TRPL mapping 图。仅对于在GaN 上生长的MQWs,强的PL 强度区域与较长PL 衰减时间的区域很好地匹配。在(e) 蓝宝石和(f)GaN 上生长的MQWs 在A 点和B 点测量的局部PL 衰减曲线,均标记在图中。对于在GaN 上生长的MQWs,点A 和B 之间的PL 衰减时间差更高。OmniFluo-FLIM系列显微荧光寿命成像系统参数配置北京卓立汉光仪器有限公司提供的显微荧光寿命成像系统是基于显微和时间相关单光子计数技术,配合高精度位移台得到微观样品表面各空间分布点的荧光衰减曲线,再经过用数据拟合,得到样品表面发光寿命表征的影像。是光电半导体材料、荧光标记常用荧光分子等类似荧光寿命大多分布在纳秒、几十、几百纳秒尺度的物质的不二选择。参数指标:系统性能指标光谱扫描范围200-900nm*小时间分辨率16ps荧光寿命测量范围500ps-1μs@ 皮秒脉冲激光器空间分辨率≤1μm@100X 物镜@405nm 皮秒脉冲激光器荧光寿命检测IRF≤2ns配置参数激发源及匹配光谱范围(光源参数基于50MHz 重复频率)375nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:30ps,平均功率1.5mW,荧光波段:400-850nm405nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:25ps,平均功率2.5mW,荧光波段:430-920nm450nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:50ps,平均功率1.9mW,荧光波段:485-950nm488nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:70ps,平均功率1.3mW,荧光波段:500-950nm510nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:75ps,平均功率1.1mW,荧光波段:535-950nm635nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:65ps,平均功率4.3mW,荧光波段:670-950nm660nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:60ps,平均功率1.9mW,荧光波段:690-950nm670nm 皮秒脉冲激光器,脉宽:40ps,平均功率0.8mW,荧光波段:700-950nm科研级正置显微镜落射明暗场卤素灯照明,12V,100W5 孔物镜转盘,标配明场用物镜:10×,50×,100×监视CCD:高清彩色CMOS 摄像头,像元尺寸:3.6μm*3.6μm,有效像素:1280H*1024V,扫描方式:逐行,快门方式:电子快门电动位移台高精度电动XY 样品台,行程:75*50mm(120*80mm 可选),*小步进:50nm,重复定位精度:< 1μm光谱仪320mm 焦距影像校正单色仪,双入口、狭缝出口、CCD 出口,配置三块68×68mm 大面积光栅,波长准确度:±0.1nm,波长重复性:±0.01nm,扫描步距:0.0025nm,焦面尺寸:30mm(w)×14mm(h),狭缝缝宽:0.01-3mm 连续电动可调探测器:制冷型紫外可见光电倍增管,光谱范围:185-900nm(标配,可扩展)光谱CCD(可扩展PLmapping)低噪音科学级光谱CCD(LDC-DD),芯片格式:2000x256,像元尺寸:15μm*15μm, 探测面:30mm*3.8mm,背照式深耗尽芯片,低暗电流,*低制冷温度-60℃ @25℃环境温度,风冷,*高量子效率值95%时间相关单光子计数器(TCSPC)时间分辨率:16/32/64/128/256/512/1024ps……33.55μs,死时间< 10ns,*高65535 个直方图时间窗口,瞬时饱和计数率:100Mcps,支持稳态光谱测试;OmniFluo-FM 荧光寿命成像专用软件控制功能:控制样品平移台移动,通过显微镜的明场光学像定位到合适区域,框选扫描区域进行扫描,逐点获得荧光衰减曲线,实时生成荧光图像等数据处理功能:自动对扫描获得的FLIM 数据,逐点进行多组分荧光寿命拟合(组分数小于等于4),对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示图像处理功能:直方图、色表、等高线、截线分析、3D 显示等操作电脑品牌操作电脑,Windows 10 操作系统 FLIM 软件界面控制测试界面测试软件的界面遵循“All In One”的简洁设计思路,用户可在下图所示的控制界面中完成采集数据的所有步骤:包括控制样品平移台移动,通过显微镜的明场光学像定位到合适区域,框选扫描区域进行扫描,逐点获得荧光衰减曲线,实时生成荧光图像等。数据处理界面功能丰富的荧光寿命数据处理软件,充分挖掘用户数据中的宝贵信息。可自动对扫描获得的FLIM 数据,逐点进行多组分荧光寿命拟合(组分数小于等于4),对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示。自主开发的一套时间相关单光子计数(TCSPC)荧光寿命的拟合算法,可对荧光衰减曲线中*多包含4 个时间组分的荧光过程进行拟合,获得每个组分的荧光寿命,光子数比例,计算评价函数和残差。TCSPC 荧光寿命通常并非简单的指数衰减过程,而是与光源及探测器相关的仪器响应函数(IRF)与荧光衰减过程相互卷积的结果,因此适当的拟合方法和参数选择对获得正确可靠的荧光寿命非常重要。该软件可导入实际测量的IRF 对衰减曲线进行卷积计算和拟合。但是大多数情况下, IRF 很难正确的从实验获得,针对这种情况,软件提供了两种无需实验获取IRF 的拟合方法:NO.1 通过算法对数据上升沿进行拟合,获得时间响应函数IRF,然后对整条衰减曲线进行卷积计算和拟合得到荧光寿命。NO.2对于衰减时间远长于仪器响应时间的,可对衰减曲线下降沿进行直接的指数拟合。该软件经过大量测试,可以很好的满足各种场合的用户需求。MicroLED 微盘的荧光强度像(3D 显示):测试案例
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