熒光壽命成像技術(shù)在微塑料識別中的應(yīng)用

微塑料問題已成為全球關(guān)注的環(huán)境問題，其在多種生態(tài)系統(tǒng)中的累積導(dǎo)致了對野生生物及人類健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。熒光壽命成像（FLIM）技術(shù)作為一種先進(jìn)的識別手段，在微塑料研究領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

隨著塑料使用量的持續(xù)增長，微塑料的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)的微塑料檢測方法往往耗時(shí)且效率不高。FLIM技術(shù)提供了一種高效的解決方案，能夠通過分析微塑料的熒光壽命來快速識別和分類這些污染物。

FLIM技術(shù)的核心在于使用熒光壽命作為區(qū)分不同物質(zhì)的依據(jù)。熒光壽命是指材料被激光激發(fā)后，發(fā)出熒光持續(xù)的時(shí)間。在FLIM設(shè)備中，一個(gè)特定波長的激光被用來激發(fā)微塑料樣本。樣本吸收激光能量后發(fā)出熒光，熒光的衰減過程被高速SPAD探測器捕捉，通過分析這些熒光衰減的時(shí)間特性，可以區(qū)分出不同種類的塑料。

這一技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于其非侵入性和高時(shí)間分辨率，能夠在不破壞樣品的情況下進(jìn)行快速識別。FLIM系統(tǒng)通過分析不同物質(zhì)的熒光壽命特征，構(gòu)建了一種高效的識別模式，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和科學(xué)研究。此外，這種技術(shù)還可以與其他光學(xué)和化學(xué)方法結(jié)合，如光譜分析，以提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。

FLIM技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用包括其在復(fù)雜環(huán)境中的實(shí)地使用，如監(jiān)測海洋和淡水環(huán)境中的微塑料污染，為環(huán)境保護(hù)提供了一種強(qiáng)有力的新工具。

FLIM技術(shù)通過一個(gè)特定的裝置來執(zhí)行，這個(gè)裝置包括了一個(gè)強(qiáng)度高的激光源，用于激發(fā)樣本中的分子；一個(gè)高速SPAD探測器，用于捕捉熒光發(fā)射事件；一個(gè)TCSPC數(shù)據(jù)采集卡，來記錄SPAD捕獲到的事件；以及復(fù)雜的軟件算法，用于分析熒光壽命數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)，研究人員可以建立微塑料的熒光特征庫，使得未來的識別工作更加迅速和準(zhǔn)確。

此外，F(xiàn)LIM可以在不同環(huán)境下進(jìn)行操作，包括水體和土壤樣本中的微塑料檢測，使其成為一種非常靈活和有用的環(huán)境監(jiān)測工具。

微塑料在環(huán)境中的積累對水生生物和食物鏈造成了直接影響。利用FLIM技術(shù)可以更準(zhǔn)確地追蹤微塑料的來源和傳播路徑，從而為制定有效的環(huán)境保護(hù)措施提供科學(xué)依據(jù)。

對于該領(lǐng)域，昊量光電聯(lián)合意大利FLIMLABS產(chǎn)品提供了一系列專為熒光壽命分析應(yīng)用設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，適用于該分析領(lǐng)域的集成。

產(chǎn)品陣容包括皮秒半導(dǎo)體激光器、超低暗計(jì)數(shù)SPAD探測器、恒比鑒別器CFD模塊、FLIM數(shù)據(jù)采集卡。

激光器：FLIMLABS提供的光纖耦合皮秒脈沖激光模塊，是一種獨(dú)立模塊，不需要計(jì)算機(jī)接口，具有三個(gè)數(shù)字旋鈕用于控制工作模式（CW\PW）、調(diào)節(jié)激光功率和設(shè)置重復(fù)頻率及觸發(fā)模式。

SPAD探測器：FLIMLABS的SPAD探測器具有SMA同軸連接器，USB Type-C連接器不僅簡化了界面，還可為SPAD供電，并且每秒僅有7CPS的暗計(jì)數(shù)讓您無暗噪聲的擔(dān)憂。

CFD模塊：CFD模塊用于在顯微鏡或光譜設(shè)置中對激光同步輸出信號進(jìn)行數(shù)字化和單光子探測器信號的數(shù)字鑒別。這種模塊的存在增加了將延遲線長度與輸入信號上升時(shí)間匹配的靈活性，從而確保了最佳的數(shù)字鑒別，并且僅15ps的抖動(dòng)讓您無額外引入抖動(dòng)的困擾。

FLIM數(shù)據(jù)采集卡（TDC），這是一個(gè)USB供電的設(shè)備，專為進(jìn)行時(shí)間分辨熒光壽命成像和光譜測量而設(shè)計(jì)。

FLIMLABS的這些設(shè)備可以靈活集成到現(xiàn)有的掃描式熒光壽命成像系統(tǒng)中，為用戶提供全面的解決方案，從實(shí)驗(yàn)設(shè)置到數(shù)據(jù)采集和分析，此外，F(xiàn)LIMLABS還提供了FLIM Studio軟件，這是一個(gè)靈活的軟件配置，數(shù)據(jù)處理和分析軟件的改進(jìn)使得從復(fù)雜的FLIM數(shù)據(jù)中提取有用信息變得更加高效和準(zhǔn)確。利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法，可以自動(dòng)識別和分析FLIM數(shù)據(jù)中的模式，從而為生物學(xué)提問提供更深入的見解

FLIM技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域提供了一種新的視角和工具，對于加深我們對微塑料污染及其環(huán)境影響的理解具有重要意義。隨著該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，預(yù)計(jì)在未來的環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)工作中將發(fā)揮更大的作用。