Fluorescence lifetime imaging with a megapixel SPAD camera and neural network lifetime estimation.
Fluorescence lifetime imaging with a megapixel SPAD camera and neural network lifetime estimation.
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荧光寿命成像，具有百像Spad摄像头和神经网络寿命估计。
DOI：
10.1038/s41598-020-77737-0
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发表时间：
2020-12-02
影响因子：
4.6
通讯作者：
Charbon E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zickus V;Wu ML;Morimoto K;Kapitany V;Fatima A;Turpin A;Insall R;Whitelaw J;Machesky L;Bruschini C;Faccio D;Charbon E
荧光寿命成像显微镜（FLIM）是一项关键技术，可以直接洞察细胞代谢、细胞动力学和蛋白质活性。然而，确定不同荧光蛋白的寿命需要检测相对大量的光子，因此减慢了总采集时间。此外，在许多情况下，例如在细胞集体的研究中，需要宽视野成像。我们报告了基于 0.5 MP 分辨率、时间选通单光子雪崩二极管 (SPAD) 相机的无扫描宽视场 FLIM，采集速率高达 1 Hz。荧光寿命估计是通过预先训练的人工神经网络进行的，与标准最小二乘拟合技术相比，处理时间缩短了 1000 倍。我们利用我们的系统对 HT1080（人类纤维肉瘤细胞系）以及铃兰进行成像。结果显示了实时 FLIM 的前景以及实现数百万像素荧光寿命图像的可行途径，其中显示了 3.6 MP 的原理验证马赛克图像。
Fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) is a key technology that provides direct insight into cell metabolism, cell dynamics and protein activity. However, determining the lifetimes of different fluorescent proteins requires the detection of a relatively large number of photons, hence slowing down total acquisition times. Moreover, there are many cases, for example in studies of cell collectives, where wide-field imaging is desired. We report scan-less wide-field FLIM based on a 0.5 MP resolution, time-gated Single Photon Avalanche Diode (SPAD) camera, with acquisition rates up to 1 Hz. Fluorescence lifetime estimation is performed via a pre-trained artificial neural network with 1000-fold improvement in processing times compared to standard least squares fitting techniques. We utilised our system to image HT1080—human fibrosarcoma cell line as well as Convallaria. The results show promise for real-time FLIM and a viable route towards multi-megapixel fluorescence lifetime images, with a proof-of-principle mosaic image shown with 3.6 MP.
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影响因子：
3.1
作者：
Gyongy, Istvan;Calder, Neil;Henderson, Robert K.
通讯作者：
Henderson, Robert K.
影响因子：
3.6
作者：
Della Rocca, Francescopaolo Mattioli;Nedbal, Jakub;Henderson, Robert K.
通讯作者：
Henderson, Robert K.
影响因子：
3.4
作者：
Giraud G;Schulze H;Li DU;Bachmann TT;Crain J;Tyndall D;Richardson J;Walker R;Stoppa D;Charbon E;Henderson R;Arlt J
通讯作者：
Arlt J
DOI：
10.1016/j.bbacli.2016.06.003
发表时间：
2016-12
期刊：
BBA clinical
影响因子：
--
作者：
Hu Q;Wang M;Cho MS;Wang C;Nick AM;Thiagarajan P;Aung FM;Han X;Sood AK;Afshar-Kharghan V
通讯作者：
Afshar-Kharghan V
影响因子：
2.8
作者：
KOLLNER, M;WOLFRUM, J
通讯作者：
WOLFRUM, J