原子荧光

【分享】PTi 连续可调激光频闪技术原理

除了PTI自己的网站外，好像没有多少的对strobe技术好评。陕西师范大学的房喻校长多年前就有论文：“频闪技术的噪声需要估计，无法解决”在前面比较中已经上载了这篇论文。



我所知道：PTI公司最近和Picoquant（TCSPC技术拥有者之一）达成协议，在其机型上添加TCSPC！ 所以TCSPC开花是必然的结果。



频闪技术是一种门控技术，采用慢闪烁高强激光器（345nm激光器，然后是泵浦染料得到360nm以上的光源；或者加倍频来得到一个245nm）才能获得有限的信号。它的优点是可以使用传统的慢闪烁光源。毕竟是一种门控技术而已。

在纳米技术得到固体激光器进步，TCSPC的高频光源得到全面解决的今天，strobe技术快穷图末路了。



由于TCSPC技术核心是高频光源，JY公司推荐新一代NanoLED，却让频闪技术乘机推荐LED。很多用户并不是很了解两个技术的不同点。接受LED来作为频闪技术的配置，以节约成本来牺牲用户的利益，其实绝对是一个误区啊！但是希望“收藏”的朋友可以考虑。



Strobe--频闪技术，并不是一个新技术，很多年了。当年TCSPC无法克服快速闪烁光源研发的问题，Strobe技术是一个替代的技术之一，不过确实起到一些的作用。但是很多的矛盾无法解决，比如，灵敏度，强光对样品的损伤漂白，分辨率高时无法保证有效信号的采集等等。当时TCSPC则由于纳米超晶格技术、固体激光器技术的发展，已经完全解决了快频闪光源问题。可以参考马里兰大学教授的：“荧光原理”一书，前面有网上上传的英文书籍，是这些年来最为有名的荧光教材，有详细的解释。



我建议感兴趣的朋友可以在国内做个检测比较，选用两个技术在国内的设备，大家讨论可以接受的样品，比如激发波长300以下的本征发光蛋白、或其它激发波长的样品，或者荧光寿命在1ns以下的样品，做个对比，事实比什么都重要。



鉴于PTI公司--strobe技术拥有者也开始外购使用TCSPC，所以我们不用再去浪费精力关心Strobe这个门控技术了，毕竟有太多的事情等着我们。

我是PTI的的代理商，看到了Fragr的文章，感觉到了他的偏执和误解，因此与Fragr商榷一下：



1. 可以肯定Fragr没有买过、使用过PTI的仪器。因为我在我的客户名单中没有发现他，哈哈。



2. 两种同时存在的技术，没有绝对的优劣，肯定有各自适应的环境,Strobe, TCSPC 都是这样，一个成熟的公司总是能够按照客户的要求提供相应的技术。



3. 目前全球PTI用户超过一万家，而且还在持续增加，我不认为他们会“集体性选择失误”，嘿嘿



4. TCSPC技术确实不错，但它是于1975年由PTI公司在世界上首先商品化。30年来，PTI的TCSPC仪器一直在售，但不同阶段重点不同。



5. 上世纪80年代，PTI公司在世界上首次商用了第一代strobe技术，它的投入使用，克服了TCSPC技术测试速度慢的问题，但实验精度较TCSPC稍逊，达到纳秒级别。



6. 上世纪90年代，PTI公司在第一代Strobe技术的基础上，研发了第二代的Strobe技术（频闪分时技术），检测寿命的精度提高到了皮秒的级别，与TCSPC技术相当，实验速度约为TCSPC的1000倍。PTI将频闪分时技术申请了专利，具有完全的自主知识产权，目前尚未听说授权其它公司生产相应仪器。



7. 做为完全掌握两种技术的公司，我听到了PTI对两种技术的客观评价：各有优劣，有各自的适用范围，你要为用户提供最合适的技术。

除了PTI自己的网站外，好像没有多少的对strobe技术好评。陕西师范大学的房喻校长多年前就有论文：“频闪技术的噪声需要估计，无法解决”在前面比较中已经上载了这篇论文。



我所知道：PTI公司最近和Picoquant（TCSPC技术拥有者之一）达成协议，在其机型上添加TCSPC！ 所以TCSPC开花是必然的结果。



频闪技术是一种门控技术，采用慢闪烁高强激光器（345nm激光器，然后是泵浦染料得到360nm以上的光源；或者加倍频来得到一个245nm）才能获得有限的信号。它的优点是可以使用传统的慢闪烁光源。毕竟是一种门控技术而已。

Strobe技术的确很少有资料；主要原因是：它是专利的！不想TCSPC，属于开放技术。



与LZ认识相反，单光子技术真正走向末路，寿命测量的障碍是PMT的电子传输时间，例如常用的滨松的1527，单光子是1.2ns，这是什么意思呢？单光子从光阴极K传递到阳极P的平均时间，按量子统计分布，其半峰宽是1.2s。如果用最好ns灯光源，脉冲时间半峰宽是1ns，仪器的IFR（平方）＝1.2（平方）+1（平方），大于1.5ns，标配的TCSPC，IFR（半峰宽）最强也就1.5ns。



如果检测极限要进入100ps或50ps，要应用昂贵的MCP－PMT检测器，性能优异MCP的电子传递时间可以达到50ps，如果还用ns灯做光源，TCSPC的IFR约1.1ns；要换fs激光器，不幸的是激光LED的脉冲时间也局限在1ns左右，对IFR没有什么改善，只是一个廉价方案，没有什么性能上的改进！！



LZ不妨看看TCSPC的彩页资料，都是拿选配MCP的参数混淆仪器性能，实际给用户的标配，大多是那个1527或性能相当的PMT！！有的公司广告连配1527PMT的仪器参数都不给，直接用MCP能达到的50ps或100ps偷换成TCSPC的性能参数，更有离谱的大量用fs激光器+MCP测量的衰减曲线，很牛可没用，除非老板有钱，要真有钱，也不用买那几个商品机器，直接上fs激光器加条纹相机，5ps都有可能。不同检测器性能差距还是有的！价格差距更大，甚至是几倍！！



Strobe技术，还是很巧妙，他用采用一个简单的串联延时方法，将读取电压和光电子传递同步，结果是，电子传输时间在第一个打拿极之后可以忽略，不影响检测，可以实现ps级的光阴极与第一个打拿极的窗口时间，或者说是门控时间；影响IFR的电子传输时间实际上不是光阴极到阳极的时间，仅是光阴极到第一个打拿极的时间，大约至相当于1.2ns的1/10。



那么也就很明确，PTI基本上用染料激光器的脉冲半峰宽作为IFR，厂家参数标示800ps，技术资料上是500ps；PMT检测器的电子传输时间基本给省略了！超越ns灯加MCP的TCSPC。PTI的标配轻松战胜TCSPC的选配，另外MCP的可靠性还是有待提高，MCP够强，可没有1527PMT皮实，MCP和PMT本身就是消耗品。

看了感觉收益匪浅！