DCS-120 MP 多光子 FLIM 系统

完整的多光子FLIM系统，包括显微镜和激光器
现有传统显微镜的多光子 FLIM 升级
由钛:萨或飞秒光纤激光器激发
提供组合式多光子/共焦系统
激光控制集成在系统软件中
激发波长从 650 纳米到 1200 纳米不等
通过快速振镜扫描
两个非扫描检测通道
通过二向色或偏振分光镜进行通道分离
通过bh 的多维 TCSPC 流程进行记录
两个完全并行的 TCSPC FLIM 通道
时间通道宽度低至 203 fs
超快、超灵敏探测器
前所未有的时间分辨率
检测寿命小于 10 ps
接近理想的光子效率
卓越的寿命可重复性
快速在线 FLIM
百万像素 FLIM，2048 x 2048 像素
精确 FLIM，4096 个时间通道
马赛克 FLIM
Z-Stack FLIM
快速时间序列累积
多波长 FLIM
同步 FLIM / PLIM
集成式电动样品台
通过bh SPCImage NG进行数据分析
GPU 超快速处理
时域分析与相位图相结合
通过相位图或二维直方图进行图像分割
衰减曲线的 MLE 拟合
自动 IRF 建模
无需记录 IRF

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说明

DCS-120 MP 系统采用飞秒激光脉冲多光子激发、振镜快速扫描、共焦检测以及bh 的多维 TCSPC 技术进行荧光寿命成像。它以前所未有的时间分辨率、前所未有的重现性、高空间分辨率、高灵敏度和接近理想的光子效率记录荧光寿命图像。对荧光寿命的检测可低至 10 ps；衰变数据可解析为宽度低至 203 fs 的 4096 个时间通道。像素格式可增至 2048 x 2048。

为了利用多光子激发的高穿透深度，DCS-120 MP 采用了非扫描检测。 MP 系统可用于尼康、蔡司和奥林巴斯的倒置显微镜。由于其光束扫描速度快、灵敏度高，DCS-120 系统可用于活细胞成像。DCS-120 的功能包括在两个完全平行的波长通道中同时记录 FLIM 或稳态荧光图像、激光波长复用、时间序列 FLIM、时间序列记录、Z-Stack FLIM、磷光寿命成像（PLIM）、荧光寿命瞬时扫描（FLITS）和 FCS 记录。应用重点是荧光团与其分子环境相互作用而产生的寿命变化。典型应用包括离子浓度测量、FRET 实验、代谢成像、快速生理效应成像和植物生理学。

DCS-120 MP 多光子荧光成像系统可配备钛蓝宝石激光器和飞秒光纤激光器。两种版本如下图左右所示。钛-蓝宝石激光器系统具有可调谐性和高激光功率的优点。高功率允许使用 AOM（声光调制器）进行软件控制的强度调节、快速光束消隐和像素同步开/关调制，以同时进行 FLIM / PLIM。另一方面，光纤激光系统结构紧凑，易于使用，几乎无需维护。缺点是波长固定为 780 纳米。不过，缺乏可调性并不像人们通常认为的那样是个问题：大多数荧光团的双光子吸收带都很宽，足以在此波长下激发它们。此外，780 纳米也是激发 NADH 的最佳波长。因此，光纤激光系统几乎是理想的多光子代谢-荧光成像系统。

规格

选定规格
原理	快速振镜激光扫描激发、非扫描检测 (NDD) 和 bh 的多维 TCSPC FLIM 技术
激发	fs脉冲激光，自由光束或光纤耦合
扫描速率，像素停留时间	低至约 1 μs/pixel
一般操作模式	TCSPC FLIM： 2 个（多）光谱或偏振通道时间序列、Z-堆栈、马赛克（X、Y、Z、时间）激发波长多路复用 FLITS（荧光寿命-瞬态扫描）与 FLIM 同时进行的 PLIM（磷光寿命成像）、光子相关：FCS、FCCS、门控 FCS 单点荧光和磷光衰减
扫描头
光学原理	快速振镜激光扫描激发
激光输入	两个独立输入，光纤耦合或自由光束
光学激光功率控制	连续 ND 滤光片轮控制
激光输入要求	准直自由光束，或带 12 毫米直径准直器的光纤耦合光束。光束直径为 1 至 2 毫米
与显微镜连接	连接显微镜左侧端口或顶部端口的适配器
扫描控制
原理	硬件控制精确激光扫描，快速回扫，实现快速采集
帧尺寸	帧扫描 16 x 16 至 4096 x 4096 像素，行扫描 16 至 4096 像素
X 扫描	连续扫描或逐个像素扫描、
Y 扫描	逐行扫描
电子激光功率控制	软件控制带有模拟调制输入的激光器或控制单独的 AOM。
激光复用	帧、行、像素和像素内。需要软件控制激光功率。
光束消隐	飞返期间和扫描停止时。需要软件控制激光功率。
帧频/扫描速度	自动选择最快速率或手动选择
扫描区域定义	交互式扫描区域选择、硬件缩放 + 偏移。
快速预览功能	是
光束驻留功能	是，交互式测量点选择。
TCSPC 系统
TCSPC / FLIM 模块	SPC-180NX	SPC-QC-104
并行 TCSPC / FLIM 通道数	典型值2，最多4	典型值2，最多3
电气时间分辨率	1.6 ps RMS / 3.5 ps FWHM	16 ps RMS / <39 ps FWHM
定时精度 /	1.1 ps	11 ps
最小时间通道宽度	405 fs	4 ps
饱和计数率	12 MHz	40 MHz，活动通道共享。
激光复用同步	最多 4 个激光波长
记录多波长数据	通过路由功能在 16 个通道中同时进行
实验触发功能	TTL，用于 Z-Stack FLIM 和显微镜控制的时间序列
TCSPC 系统的操作模式	硬件预分析成像光子事件流（FIFO）成像相关点测量、长时标强度 (MCS) 马赛克成像、时间序列成像多探测器操作、激光多路复用操作、循环和重复功能、自动保存功能
软件
数据采集软件	bh SPCM、用于集成外部设备的 bh LabVIEW
扫描仪控制软件	集成在 SPCM 中，bh LabVIEW 用于集成外部设备
操作系统	Windows 10 / 11 64 位
数据分析软件	bh SPCImage NG
数据分析原理	MLE 拟合（GPU 辅助处理）
函数模型	IRF 卷积单、双或三分量指数衰变可选择考虑不完全衰减偏移分量模型
IRF 建模	拟合衰变数据的合成 IRF 函数、从数据中自动提取 IRF 或测量 IRF
激发源
多光子 FLIM	自由光束或光纤耦合飞秒脉冲激光器，单一波长或可调波长
可选	共焦 FLIM，系统中可耦合一个额外的 BDS-SM ps 二极管激光器。
探测器
NDD 探测器	直接耦合到显微镜后端口
可选	共焦检测器，直接耦合到扫描头
标准探测器	HPM-100-40 混合探测器，带 GaAsP 阴极，250 至 720 nm，最适合与 ns 寿命染料一起使用
可选	HPM-100-06 检测器，<20 ps FWHM IRF 宽度，220 至 650 nm，最适合用于 ps 寿命自发荧光研究
可选	HPM-100-50 检测器，波长 400 至 900 nm，最适合长波长荧光研究
可选	MW-FLIM GaAsP 多波长探测器

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文件

The bh TCSPC Handbook
11th edition, September 2026

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bh FLIM 系统的应用领域是分子成像。典型的应用包括离子浓度、pH 值或局部粘度成像，通过 FRET 进行蛋白质相互作用实验，以及通过 NADH 和 FAD 的荧光衰减结合氧气测量进行代谢成像。在这些应用中，bh FLIM 系统具有高灵敏度、高时间分辨率、高定时稳定性，并能将多指数衰减曲线分解为各个组成部分。其他优势还包括能够记录毫秒级的快速生理效应 FLIM，以及同时记录多个激发和发射波长。

应用

应用说明

原则

多光子激发

多光子激发利用两个或多个激发光的光子来激发一个荧光光子，见下图左侧。要使这一过程达到明显的效率，需要极高的空间和时间功率密度。使用飞秒脉冲并通过高纳秒显微镜物镜聚焦，就能实现这两点，见下图（右）。脉冲持续时间为 100 fs，重复频率为 80 MHz，通过 NA = 1.3 的镜头聚焦，不需要超过 5 mW 就能获得显微镜中使用的大多数荧光染料的明亮荧光。在大多数情况下，"多光子 "激发只需使用两个光子。要获得可见光区域的荧光，激光波长必须在近红外（NIR）区域。钛：萨激光器、OPO 和飞秒光纤激光器可用于产生所需的激发波长。

与单光子激发相比，多光子激发有许多优点。
首先，样品在激发波长处的吸收率较低。此外，散射系数也低于可见光或紫外线波长。因此，双光子（或一般情况下的多光子）激发比单光子激发更深入组织，见下图左右两侧。因此，多光子激发可用于激发生物组织深层的荧光。

其次，激发被限制在功率密度较高的焦点体积内。在扫描系统中，这自动意味着激发被限制在焦平面内。这意味着无需共焦针孔来阻挡焦平面以外的光线。多光子激发本质上提供了焦外抑制功能，因此也提供了光学切片能力。
多光子激发不会激发焦平面外的荧光，这一事实带来了多光子激发的第三个优势，即检测样品内部的散射光。来自深焦平面的可见光在流出样品的过程中会发生大量散射，见下图左侧。这种光无法准直，因此无法聚焦到共聚焦针孔中。但是，没有必要通过扫描仪和针孔将光线送回。取而代之的是，光线可以直接从显微镜镜头后方转向探测器。通过投射显微镜镜头的图像（而不是样品中的图像平面），散射光子的大部分会被传送到检测器。这一原理被称为非扫描探测，见下图右侧。

与 bh TCSPC FLIM 系统结合使用的第四个优势是极高的时间分辨率。激发脉冲具有飞秒脉冲宽度。因此，FLIM 系统的仪器响应函数（IRF）不会因激发脉冲而变宽。利用快速混合探测器，IRF 宽度可低至 20 ps (fwhm)。直接记录超快荧光衰减现象的能力为 FLIM 应用开辟了一个全新的领域。请参阅有关蘑菇孢子和花粉粒中的超快衰减及其在亚 10 ps 范围内的测量的应用说明。

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