Système de photométrie à fibre pour la recherche FLiP

pour neurosciencesréseau de neuronesfibre optique

Présentation
Le système RWD de photométrie par durée de vie de fluorescence (FLiP) utilise la technologie Time-Correlated Single Photon Counting (TCSPC) associée à la photométrie par fibre pour surveiller en temps réel les variations de durée de vie de fluorescence dans le cerveau d'animaux en liberté, offrant une approche stable et quantitative pour les études in vivo sur la libération de neurotransmetteurs, les interactions protéine–protéine et les changements conformationnels des protéines.

Qu'est-ce que la durée de vie de fluorescence ?
La durée de vie de fluorescence (τ) est le temps moyen pendant lequel un fluorophore reste à l'état excité avant d'émettre un photon. Contrairement à l'intensité de fluorescence, la durée de vie est indépendante de la concentration du fluorophore et de la puissance d'excitation et reflète les changements conformationnels et le microenvironnement local. Les mesures de durée de vie permettent de séparer plusieurs composantes de durée de vie et de détecter finement des variations, fournissant un signal quantitatif stable pour les expériences in vivo.

Pourquoi la durée de vie de fluorescence ?

• Mesures quantitatives et comparables entre échantillons — sans normalisation au niveau de référence
• Enregistrements stables sur le long terme — adaptés aux études du sommeil, aux modèles de maladies chroniques et aux suivis longitudinaux
• Détection sensible des variations dynamiques d'analytes via des biosenseurs basés sur la durée de vie

Deux méthodes de mesure principales
Domaine temporel
Excite l'échantillon avec une source lumineuse pulsée et enregistre la décroissance temporelle de la fluorescence. Le TCSPC mesure les différences de temps entre les photons émis et les impulsions d'excitation pour construire des histogrammes de décroissance et effectuer un ajustement exponentiel, offrant une grande résolution temporelle, un excellent SNR en faible flux de photons et une séparation précise des composantes de durée de vie.

Domaine fréquentiel
Utilise une source continue modulée sinusoïdalement et déduit la durée de vie à partir du déphasage et de la profondeur de modulation entre émission et excitation. Les systèmes en domaine fréquentiel sont plus simples, permettent des acquisitions rapides et peuvent fonctionner sans lasers pulsés, adaptés aux mesures à fort flux de photons.

Comparaison (Domaine temporel vs Domaine fréquentiel)

• Précision de la mesure de durée de vie : Domaine temporel — élevée ; Domaine fréquentiel — bonne
• SNR pour échantillons faiblement fluorescents : Domaine temporel — excellent ; Domaine fréquentiel — relativement limité
• Résolution de plusieurs composantes : Domaine temporel — haute précision ; Domaine fréquentiel — nécessite modulation multi-fréquence ou analyse phasor
• Vitesse d'acquisition : Domaine temporel — relativement rapide ; Domaine fréquentiel — rapide
• Échantillons à fort flux de photons : Domaine temporel — bon ; Domaine fréquentiel — excellent
• Exigence laser : Domaine temporel — laser pulsé ; Domaine fréquentiel — source continue modulée

Points forts du système de photométrie par durée de vie

• Stabilité système exceptionnelle : performances constantes minimisant les fluctuations d'état de l'appareil pour des comparaisons longitudinales fiables
• Bruit système ultra-faible : conservation de l'intégrité des données même en conditions de signal faible
• Enregistrement long terme fiable : composants centraux stables réduisant la dérive de base sur plusieurs semaines
• Large compatibilité de biosenseurs : prend en charge la plage de conception de durée de vie des biosenseurs courants
• Analyse quantitative directe : fonction de courbe standard prévue pour obtenir des lectures de concentration directes

Exemples d'applications

• Mesures de neuromodulateurs entre animaux et sur des échelles temporelles chroniques : FLiP permet des comparaisons basées sur la durée de vie entre animaux et sur plusieurs semaines pour des capteurs tels que GRAB ACh3.0
• Études mécanistiques dans des modèles génétiques : utilisé pour révéler des dynamiques anormales d'activité PKA chez des souris mutantes Akap11 et les réponses pharmacologiques associées
• Validation de nouveaux capteurs : validation d'un capteur calcique de durée de vie haute vitesse (LifeCamp) pour des mesures de base et transitoires du calcium chez des souris en liberté

Spécifications techniques

• Longueurs d'onde d'excitation : 488, 515, 560, 640, 670 nm (personnalisable)
• Fréquence d'impulsion : 1–80 MHz
• Plage de mesure de durée de vie : 1–10 ns
• Fréquence d'échantillonnage : 1–50 Hz
• Nombre d'E/S numériques (DIO) : 8
• Niveau de tension : 3,3–5 V
• Diamètre du cœur de la fibre optique : 200 ou 400 µm
• Ouverture numérique (NA) : 0,37