马克斯·普朗克海洋微生物研究所、波罗的海莱布尼茨研究所和哥本哈根大学的研究人员介绍了一种创新的方法来成像发光寿命。这种简单的方法使用了容易获得的具有成本效益的设备，为环境和生物系统中化学动力学的高级研究铺平了道路。例如，它允许以更高的时间和空间精度记录氧气动态。
以氧气为例：氧气是生命的关键分子，为了了解生态系统动力学，详细了解它的方式是很重要的。使用发光染料的光学传感器长期以来一直用于绘制海洋系统中的氧气水平：氧气减少染料的磷光寿命，从而表明氧气浓度。然而，到目前为止，成像发光寿命需要昂贵的专用设备，这使得许多研究和工业应用无法实现该技术。马克斯普朗克海洋微生物研究所、波罗的海莱布尼茨研究所和哥本哈根大学的一个联合研究小组与国际合作伙伴合作，开发了一种开创性的方法，可以对发光信号的寿命进行成像。这项突破性技术实现了高速发光寿命测量，改变了依赖于光学传感和化学成像的领域。研究结果发表在《ACS传感器》杂志上。
将发光寿命测量带给大众
“我们的新集成方法简化了这些测量，允许研究人员使用标准相机系统确定发光寿命，”Soeren Ahmerkamp解释说，他在德国不来梅的马克斯普朗克海洋微生物研究所和德国沃纳姆
nde的莱布尼茨波罗的海研究所进行了这项研究。通过一种称为跨帧的技术，将短暂的光爆发与精确的相机定时同步，可以捕捉到两幅图像：一幅记录了最初的光爆发，另一幅记录了最初的光爆发和更持久的发光余辉。这些图像之间的差异揭示了集成发光寿命，在一毫秒以下的时间尺度上提供了详细和准确的读数。
“我们提供了一种更方便的方法来测量发光寿命，这通常被认为是光学传感的黄金标准，”丹麦哥本哈根大学的迈克尔·k
说。“通过采用最初为高速流量测量而开发的跨框架技术，我们创造了一种可用于各种商用相机的技术。这将使更广泛的实验室进行高分辨率终身成像成为可能。”
开启化学成像的新可能性
能够轻松、高速地测量发光寿命，为化学成像开辟了新的可能性。研究人员现在可以以更高的时间和空间精度记录氧气动态。“我们在百分之一秒内跟踪了藻类周围的氧气动态，并可视化了消耗氧气的颗粒如何在水中移动，从而展示了该方法的实用性，”Ahmerkamp说。“综合发光衰变方法可以用来更深入地了解氧气在海洋环境中的变化，从微观颗粒的尺度到整个生态系统。”
加快科学和工业发现的步伐
这种新方法可以激发更多的发光寿命成像应用在环境和生物医学科学和工程。通过使高精度测量更容易获得，它可以刺激新的实验方法，加快这些领域的发现步伐。
“我们的目标是使强大的分析工具的使用民主化，”Ahmerkamp补充说。“我们相信，这种方法将使研究人员能够比以往更轻松、更灵活地探索复杂的化学相互作用。”
