SE526643C2 - Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy - Google Patents

Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy

Info

Publication number
SE526643C2
SE526643C2 SE0400398A SE0400398A SE526643C2 SE 526643 C2 SE526643 C2 SE 526643C2 SE 0400398 A SE0400398 A SE 0400398A SE 0400398 A SE0400398 A SE 0400398A SE 526643 C2 SE526643 C2 SE 526643C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
molecules
energy
pulses
time
excitation
Prior art date
Application number
SE0400398A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0400398D0 (en
SE0400398L (en
Inventor
Anders Hedqvist
Torleif Haerd
Original Assignee
Anders Hedqvist
Torleif Haerd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anders Hedqvist, Torleif Haerd filed Critical Anders Hedqvist
Priority to SE0400398A priority Critical patent/SE526643C2/en
Publication of SE0400398D0 publication Critical patent/SE0400398D0/en
Priority to PCT/SE2005/000223 priority patent/WO2005080945A2/en
Publication of SE0400398L publication Critical patent/SE0400398L/en
Publication of SE526643C2 publication Critical patent/SE526643C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/44Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
    • G01J3/4406Fluorescence spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6408Fluorescence; Phosphorescence with measurement of decay time, time resolved fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6419Excitation at two or more wavelengths
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6421Measuring at two or more wavelengths
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6439Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
    • G01N2021/6441Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks with two or more labels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

A method for fluorescence correlation spectroscopy in connection with studying a time-varying course, wherein molecules are exposed to energy for the purpose of exciting said molecules, wherein the subsequent emission, from said molecules, of fluorescence of a predetermined wavelength is detected, and wherein said energy is applied in pulses with a pulse frequency which at least amounts to two pulses per period of the time-varying course being studied.

Description

526 643 överlapp i fluorescens kommer emellertid att ge signal i båda detektionsområdena och därmed hög men falsk korrelation eftersom signalen härrör fiän samma färgämne. 526 643 overlap in fl uorescence will, however, give a signal in both detection areas and thus a high but false correlation because the signal originates fi than the same dye.

Tack vara sin utmärkta känslighet samt att mätmetoden inte permanent förstör det system man ' studerar är FCS synnerligen väl lämpad i en rad biofysikaliska sammanhang. Metoden har använts för att studera enzyrners aktivitetsgrad, specifika signalproteiners funktioner i levande celler, proteinaggregation samt för DNA-sekvensering , för att närrma några tillämpningar.Thanks to its excellent sensitivity and the fact that the measurement method does not permanently destroy the system being studied, FCS is particularly well suited in a number of biophysical contexts. The method has been used to study the degree of activity of enzymes, the functions of specific signaling proteins in living cells, protein aggregation and for DNA sequencing, to approach some applications.

Teknikens ståndpunkt Fluoræeenskorrelationsspektroskopi (F CS) beskrivs i den kända tekniken exempelvis i publikationen F luorescence Correlation Spectroscopy - An Introduction to its Concepts and Applications, Peta Schwille och Elke Haustein, Experimental Biophysics Group, Max~ Planck-lnstitute for Biophysical Chemistry, Göttingen, Germany, 2002. Denna skrift ingärí on-line publikationen "Fluorescence oorrelation spectroscopy - an introduction to its concepts and applications", Petra Scwille och Elke Haustein, Biophysics Textbook Online (BTOL), 2002. Denna publikation är härmed införlivad genom referens som beskrivning av den i sig kända delen av genomförandet av uppfinningen. I publikationen beskrivs såväl teoretisk bakgrund som experimentella realiseringar. I FCS-mätningar enligt denna publikation och annan känd teknik sker excitation av molekyler med en kontinuerlig ljuskälla altemativt med en pulsad ljuskälla med hög repetitionsfrekvens i området 40 MHz (MegaHertz) och uppåt, vilket ger en så kallat kvasikontinuerlig ljuskälla. På så sätt belyses molekylerna på hela deras väg in och ut ur detektionsvolymen, vilket ger bieffekten blekning, det vill säga att molekylerna förlorar sina fluorescerande egenskaper. Kvasikontinuerliga ljuskällor har typiskt repetitionsfrekvenser på omkring 75 IVII-Iz (megahertz), och elektronik för utförande av korrelation har ofia en sarnplingsfiekvens på minst 10 MHz (megahertz).Prior Art Fluorine Correlation Spectroscopy (F CS) is described in the prior art, for example in the publication Fluorescence Correlation Spectroscopy - An Introduction to its Concepts and Applications, Peta Schwille and Elke Haustein, Experimental Biophysics Group, Max ~ Planck-Institute for Biophysical Chemistry, Göttingen, Germany , 2002. This publication contains the on-line publication "Fluorescence oorrelation spectroscopy - an introduction to its concepts and applications", Petra Scwille and Elke Haustein, Biophysics Textbook Online (BTOL), 2002. This publication is hereby incorporated by reference as a description of the per se known part of the practice of the invention. The publication describes both theoretical background and experimental realizations. In FCS measurements according to this publication and other prior art, excitation of molecules with a continuous light source takes place alternatively with a pulsed light source with a high repetition frequency in the range 40 MHz (MegaHertz) and upwards, which gives a so-called quasi-continuous light source. In this way, the molecules are illuminated all the way in and out of the detection volume, which gives the side effect bleaching, that is, the molecules lose their ores uorescent properties. Quasi-continuous light sources typically have repetition rates of about 75 IVII-Iz (megahertz), and electronics for performing correlation have a sampling frequency of at least 10 MHz (megahertz).

Allmänt uttryckt arbetar man inom känd teknik med kvasíkontinuerliga pulsfrekvenser och samplingsfrekvenseri storleksordning MHz (MegaHertz).Generally speaking, known techniques work with quasi-continuous pulse frequencies and sampling frequencies of the order of MHz (MegaHertz).

- En annan publikation som beskriver Fluorescenskorrelationsspektroskopi (FCS) enligt känd teknik är "Fluorescence correlation spectroscopy: molecular recognition at the single molecular level", E Van Craenenbroeck och Y Engelborghs, J. Mol. Recognit. 13, p 93-100, 2000. Denna publikation är härmed införlivad genom referens som beskrivning av den i sig kända delen av genomförandet av uppfinningen. 10 15 20 25 30 526 643 Ytterligare en publikation som beskriver Fluorescenskorrelationsspektroskopi (F CS) enligt känd teknik är ”Fluorescence correlation spectroscopy: the technique and its applications”, Oleg Krichevsky och Grégoire Bonnet, Rep. Prog. Phys. 65 (2002) 251-297.Another publication describing prior art fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is "Fluorescence correlation spectroscopy: molecular recognition at the single molecular level", E Van Craenenbroeck and Y Engelborghs, J. Mol. Recognize. 13, pp. 93-100, 2000. This publication is hereby incorporated by reference as a description of the per se known part of the practice of the invention. 10 15 20 25 30 526 643 Another publication describing Fluorescence Correlation Spectroscopy (F CS) according to the prior art is “Fluorescence correlation spectroscopy: the technique and its applications”, Oleg Krichevsky and Grégoire Bonnet, Rep. Prog. Phys. 65 (2002) 251-297.

I patentpublikationen WO03/021240 beskrivs en metod för att detektera lumiscerande molekyler genom optisk excitering i en konfokal mätvolym, varvid olika slag av lumiscerande exciteras vid olika tidpunkter i ett sampel och varvid ernitterad strålning från de olika slagen av molekyler registreras av en detektor.Patent publication WO03 / 021240 describes a method for detecting luminescent molecules by optical excitation in a confocal measuring volume, wherein different types of luminescent are excited at different times in a sample and wherein emitted radiation from the different types of molecules is detected by a detector.

Metoder för FCS enligt teknikens ståndpunkt begränsas av att det är nödvändigt att modifiera biomolekyler för att ge dem goda fluorescensegenskaper samt att dessa molekyler trots det bleks och förlorar sina fluorescerande egenskaper alltför snabbt.Prior art methods of FCS are limited by the need to modify biomolecules to give them good uorescence properties, and these molecules nevertheless fade and lose their uorescence properties too quickly.

Syfte med uppfinningen Uppfinningen syftar till att lösa det generella problemet med otillfredsställande fluorescensegenskaper hos molekyler i samband med Fluorescenskorrelationsspektroskopi (F CS).Object of the Invention The invention aims to solve the general problem of unsatisfactory fluorescence properties of molecules in connection with Fluorescence Correlation Spectroscopy (F CS).

Aspekter av problemet som uppfinningen avser lösa är att: - Eliminera effekten av blekning av fluorescerande molekyler. För att kunna studera molekyler av intresse, exempelvis proteiner, så modifieras dessa enligt känd telmik med olika färgämnen. Ãven om dessa färgärrmen har utmärkta fluorescensegenskaper så bleks de trots allt förhållandevis snabbt och detta är ett problem i många tillämpningar, exempelvis vid studier av långsamma processer. Analys av data försvåras också; blekning innebär potentiell risk att underskatta diffusionstiden och partikelantalet.Aspects of the problem that the invention intends to solve are to: - Eliminate the effect of bleaching of fluorescent molecules. In order to be able to study molecules of interest, for example proteins, these are modified according to known telmics with different dyes. Although these color sleeves have excellent orescence properties, they still fade relatively quickly and this is a problem in many applications, for example in studies of slow processes. Analysis of data is also made more difficult; bleaching involves the potential risk of underestimating the diffusion time and the number of particles.

- Eliminera nödvändigheten att modifiera biomolekyler fór att ge dem goda fluorescensegenskaper. Ett än mer allvarligt problem med blekning är att det inte är möjligt att använda proteiners inneboende fluorescensegenskaper för FCS. Aminosyroma tryptofan och tyrosin som finns representerade i det närmaste samtliga proteiner bleks alltför snabbt för att kunna användas för FCS enligt känd teknik. Det är emellertid i många sammanhang synnerligen önskvärt att kunna studera proteineri deras naturliga form, utan att behöva modifiera dern, eftersom detta kan ändra den egenskap man vill studera Vid bestämning om 10 15 20 25 30 526 643 proteiner bildar aggregat år detta viktigt då situation kan uppstå att proteinet upphör att bilda aggregat när det modifieras.- Eliminate the need to modify biomolecules to give them good orescence properties. An even more serious problem with bleaching is that it is not possible to use the inherent ores uorescence properties of proteins for FCS. The amino acids tryptophan and tyrosine, which are represented almost all proteins, fade too quickly to be used for FCS according to the prior art. However, in many contexts it is highly desirable to be able to study proteins in their natural form, without having to modify them, as this can change the property one wants to study. occur that the protein ceases to form aggregates when it is modified.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt uppfinningen, som är en förbättring av FCS-metoden, elimineras det ovannämnda problemet och begränsningarna, och därmed åstadkommas en FCS-metod som är mer användbar.Summary of the Invention According to the invention, which is an improvement of the FCS method, the above-mentioned problem and limitations are eliminated, and thus a more useful FCS method is provided.

Uppfirmingen löser problemet genom att minimera antalet excitationer av molekylerna till det minimala antal som krävs för att åstadkomma observerbarhet. Uppfinningen är baserad på det faktum som anges av sarnplingsteorernet, nämligen att ett tillräckligt krav för att korrekt kunna studera ett tidsförlopp är att samplingsfrekvensen är minst dubbelt så hög som den frekvens man studerar. Enligt uppfinningen är det väsentligen tillräckligt att excitera , molekylerna i genomsnitt två gånger per passage genom detektionsvolymen. Genom denna minimering av excitationer elimineras i praktiken problemet med blekning, eftersom blekning uppträder i försumbar utsträckning vid detta låga antal excitationer. Uppfinningen har bland annat följande tekniska effekter och fördelar. 1) FCS på icke modifierade proteiner kan göras med uppfinningen. Genom pulsning av excitationsenergin minimeras blekningen av molekyler till en så pass låg nivå att det är möjligt att använda proteiners blekningskänsliga fluoroforer tryptofan och tyrosin, istället för färgämnesmolekyler. Detta gör det möjligt att studera proteineri deras nativa form utan att störa systemet utöver excitation. Det är med uppfinningen därför också möjligt att studera processer och proteiner i deras naturliga niiljö utan att behöva modifiera DNA för uttryck av fárgänmesmårlcta proteiner. Sammantaget åstadkommer uppfinningen en FCS-metod som är mer användbar i medicinska tillämpningar och möjliggör nya diagnostiska metoder. Utöver proteiner och biomolekyler finns det också andra blekningskänsliga molekyler av intresse.The heat solves the problem by minimizing the number of excitations of the molecules to the minimum number required to achieve observability. The invention is based on the fact stated by the sampling theorem, namely that a sufficient requirement to be able to correctly study a time course is that the sampling frequency is at least twice as high as the frequency being studied. According to the invention, it is essentially sufficient to excite the molecules on average twice per passage through the detection volume. This minimization of excitations virtually eliminates the problem of bleaching, since bleaching occurs to a negligible extent at this low number of excitations. The invention has, among other things, the following technical effects and advantages. 1) FCS on unmodified proteins can be made with the invention. By pulsing the excitation energy, the bleaching of molecules is minimized to such a low level that it is possible to use the bleach-sensitive fl orophores of proteins tryptophan and tyrosine, instead of dye molecules. This makes it possible to study proteins in their native form without disturbing the system beyond excitation. With the invention, it is therefore also possible to study processes and proteins in their natural environment without having to modify DNA for the expression of color-coded proteins. Overall, the invention provides an FCS method that is more useful in medical applications and enables new diagnostic methods. In addition to proteins and biomolecules, there are also other bleach-sensitive molecules of interest.

Uppfinningen är naturligtvis tillåmpbar och nyttig även vid analys av sådana molekyler. 2) Med FCS enligt uppfinningen finns ingen begränsning för långsamma förlopp. I traditionell FCS enligt känd teknik med kontinuerlig belysning i detektionsvolymen så 10 15 20 25 30 526 643 bleks färgämnen förr eller senare beroende på deras inneboende fotostabilitet. Detta gör att långsamma förlopp där molekylema tillbringar stor del i fokus är omöjliga att studera med FCS enligt känd teknik. I och med att tekniken enligt uppfinningen med pulsad exeitation är anpassad efter det tidsßrlopp man önskar studera så behövs endast två excitationer per passage oavsett hur lång tid en passage tar. 3) FCS enligt uppfinningen medger mildare krav på prestanda hos färgämnen. Det finns en rad färgämnen som har otillräckliga egenskaper ßr FCS enligt känd teknik när det gäller kvantutbyte för emission och fotostabilitet men som är tillgängliga med hjälp av pulsad excitation enligt uppfinningen. 4) Förbättrade möjligheter för tvåfárgs-FCS medelst uppfinningen. Genom att separera excitationspulserrla för de två färgämnena går det att minimera överlapp i fluorescens mellan färgämnen. Detta kommer att leda till kraftigt förbättrat signal- till brusförhållande vid korrelationsanalys och det kommer att göra det enklare att välja i två eller fler färgärrmen lämpliga för FCS. 5) Bättre signal- till brusförhållande. I traditionell FCS enligt känd teknik begränsas blekning genom att excitationen hålls på en förhållandevis låg nivå. Med den förbättrade F CS-metoden enligt uppfinningen möjliggörs pulsad excitation med högre lasereffekt och därmed högre signal. l allmänna ordalag kommer tillförlitligheten hos FCS-metoden att förbättras genom uppfinningen med lågt frekvent pulsad excitationsenergi , även om man väljer att modifiera de studerade molekylema med färgämnen. Risk för att diffusionstid och partíkelantal underskattas minimeras; friare val av färgänmen gör att man kan välja system som passar det experiment man vill utföra snarare än att i första hand se till att man tillgodoser kraven för FCS, såsom har varit nödvändigt med FCS enligt känd teknik.The invention is of course applicable and useful even in the analysis of such molecules. 2) With FCS according to the invention, there is no limit for slow processes. In traditional prior art FCS with continuous illumination in the detection volume, dyes fade sooner or later due to their inherent photostability. This means that slow processes where the molecules spend a large part in focus are impossible to study with FCS according to known technology. Since the technique according to the invention with pulsed excitation is adapted to the time cycle one wishes to study, only two excitations are needed per passage, regardless of how long a passage takes. 3) FCS according to the invention allows milder requirements for the performance of dyes. There are a number of dyes which have insufficient properties of FCS according to the prior art in terms of quantum exchange for emission and photostability but which are available by means of pulsed excitation according to the invention. 4) Improved opportunities for two-color FCS through the invention. By separating the excitation pulse rate for the two dyes, it is possible to minimize the overlap in ores uorescence between dyes. This will lead to greatly improved signal-to-noise ratio in correlation analysis and it will make it easier to choose in two or more color sleeves suitable for FCS. 5) Better signal-to-noise ratio. In traditional FCS according to the prior art, bleaching is limited by keeping the excitation at a relatively low level. With the improved F CS method according to the invention, pulsed excitation with higher laser power and thus higher signal is possible. In general terms, the reliability of the FCS method will be improved by the invention of low frequency pulsed excitation energy, even if one chooses to modify the studied molecules with dyes. The risk of diffusion time and particle number being underestimated is minimized; freer choice of color name allows you to choose a system that suits the experiment you want to perform rather than primarily making sure that you meet the requirements for FCS, as has been necessary with FCS according to known technology.

En aspekt av uppfinningen innefattar en metod för fluorescenskorrelationsspektroskopi varvid molekyler exponeras med energi för åstadkommande av excitation av nämnda molekyler och varvid det detekteras påföljande fluorescens från nämnda molekyler. Vid tillämpningar av uppfinningen strävas det i huvudsak efter att minimera energiapplicering på molekylema och företrädesvis appliceras nämnda excitationsenergi i pulser med en pulsfrekvens l0 20 25 30 Sïó 643 huvudsakligen motsvarande den dubbla difïusionsfrekvensen hos nämnda molekyler. Därmed exponeras nämnda molekyler med nämnda energi i huvudsak genomsnittligen två gånger per nämnda molekylers passage genom en detektionsvolym av en lösning innehållande nämnda molekyler.One aspect of the invention includes a method of fluorescence correlation spectroscopy in which molecules are exposed to energy to effect excitation of said molecules and in which subsequent fluorescence is detected from said molecules. In applications of the invention, the main aim is to minimize energy application to the molecules, and preferably said excitation energy is applied in pulses with a pulse frequency 10 64 64 substantially corresponding to twice the diffusion frequency of said molecules. Thus, said molecules with said energy are exposed on average substantially twice per passage of said molecules through a detection volume of a solution containing said molecules.

Difusionstiden för studerade molekyler ligger i allrnänhet i området av 0.01 till 10 ms (rnilliselcunder). I tillämpningar enligt uppfinningen används därför en pulsfrekvens för exponering av energi företrädesvis i området av 200 till 0.2 kHz (kiloHertz).The diffusion time of studied molecules is generally in the range of 0.01 to 10 ms (millisecond). In applications according to the invention, therefore, a pulse frequency is used for exposing energy, preferably in the range of 200 to 0.2 kHz (kiloHertz).

Enligt uppfinningen används vid analys av diffusionsprocesser företrädesvis pulsfiekvenser i storleksordning kHz (kiloHertz), alltså i det begränsade området av 0.01 till 999 kI-lz (kiloHertz). Vid tillämpningar av uppfinningen som analyserar snabbare processer, exempelvis kemiska reaktioner, kan pulsfrekvenser i MHz-området (megaHerz) förekomma.According to the invention, in the analysis of diffusion processes, pulse sequences in the order of kHz (kiloHertz) are preferably used, i.e. in the limited range of 0.01 to 999 kI-lz (kiloHertz). In applications of the invention that analyze faster processes, for example chemical reactions, pulse frequencies in the MHz range (megaHerz) may occur.

Det gemensamma för olika tillämpningar av uppfinningen är att pulsera det exciterande ljuset med minst två pulser per period hos den studerade processens tidsvariation. Efiersom period och fiekvens hos den studerade processens tidsvariation inte alltid är helt känd på förhand uppskattar man vid praktisk tillämpning av uppfinningen nämnda period och frekvens, och sätter pulsfrekvensen för energiexponeringen i omrâdet mellan 2 och ungefär 10 pulser per period. “ Enligt andra aspekter av uppfinningen exponeras nämnda molekyler med pulser av energi av en första och en andra våglängder. Detta används typiskt vid FCS-analys enligt uppfinningen av molekyler som kan vara färgade med två färgämnen, och med två färgämnen är det vanligtvis fördelaktigt och i en del fall nödvändigt med två excitationsvåglängder. I ytterligare aspekter av uppfinningen exponeras Vmolekylerna med energi i pulser av en första och en andra fórbestämda pulsfrekveriser och eventuellt med en förbestämd tidsfördröjning mellan pulsema av nämnda första och andra pulsfrekveriser. Med tidsfördröjningen separeras pulsema som härrör från respektive färg med ett tidsintervall. Det detekteras emission från nämnda molekyler av fluorescens med en första och en andra fórbestämda våglängder.The common denominator for different applications of the invention is to pulsate the exciting light with at least two pulses per period of the time variation of the studied process. Since the period and sequence of the time variation of the studied process are not always fully known in advance, the period and frequency mentioned in practical application of the invention are estimated, and the pulse frequency of the energy exposure is set in the range between 2 and approximately 10 pulses per period. According to other aspects of the invention, said molecules are exposed to pulses of energy of a first and a second wavelength. This is typically used in FCS analysis according to the invention of molecules that can be stained with two dyes, and with two dyes it is usually advantageous and in some cases necessary with two excitation wavelengths. In further aspects of the invention, the V molecules are exposed with energy in pulses by a first and a second predetermined pulse frequencies and possibly with a predetermined time delay between the pulses of said first and second pulse frequencies. With the time delay, the pulses originating from each color are separated by a time interval. Emission is detected from said molecules of florescence with a first and a second feed-determined wavelengths.

Nämnda molekyler är i en utföringsform av uppfinningen modifierade med ett fárgämne.Said molecules are in one embodiment of the invention modified with a dye.

Nämnda molekyler kan innefatta ett ßrsta slag av molekyler som är modifierade med ett första färgämne och ett andra slag av molekyler som är färgade med ett andra färgämne.Said molecules may comprise a first kind of molecules modified with a first dye and a second kind of molecules dyed with a second dye.

I olika tillämpningar av uppfinningen kan tvåfárgs-FCS enligt uppfinningen användas vid analys av en molekyl som är modifierad med två färgämnen, varvid en process klyver 10 15 20 25 30 526 643 molekylen och därmed separerar de två färgämnena. I andra tillämpningar har man två molekyler ned var sitt olika färgat fárgämne, och när dessa molekyler fogas ihop kan korskorrelation detekteras.In various applications of the invention, two-color FCS according to the invention can be used in the analysis of a molecule modified with two dyes, a process splitting the molecule and thereby separating the two dyes. In other applications, one has two molecules down each of a different colored dye, and when these molecules are joined together, cross-correlation can be detected.

Ytterligare aspekter av uppfinningen innefattar en apparat för fluorescenskorrelationsspektroskopi varvid molekyler exponeras med energi ßr åstadkommande av excitation av nämnda molekyler och varvid det detekteras påföljande emission från nämnda molekyler av fluorescens med en förbestämd våglängd, varvid organ anordnade att åstadkomma steg och funktioner enligt ovan. Vidare kan uppfinningen innefatta en datorprogramprodukt för styrning av en apparat för fluorescenskorrelationsspektroskopi varvid molekyler exponeras med energi för åstadkommande av excitation av nämnda molekyler och varvid det detekteras påßljande emission från nämnda molekyler av fluorescens med en förbestämd våglängd, innefattande programkod anordnad att styra en datorprocessor till att utföra stegen och funktionema enligt ovan.Further aspects of the invention include an apparatus for uorescence correlation spectroscopy in which molecules are exposed to energy to effect excitation of said molecules and in which subsequent emission is detected from said molecules of oresorescence with a predetermined wavelength and functions. Furthermore, the invention may comprise a computer program product for controlling an apparatus for fluorescence correlation spectroscopy, molecules being exposed to energy to effect excitation of said molecules and detecting subsequent emission from said molecules by determining the frequency of perform the steps and functions as above.

I allmänna ordalag kan UPPfinningen användas för att studera tidsvarierande förlopp och processer där nämnda tidsvariation kan mätas med fluorescens. Diffusion, kemiska förlopp och population av långlivade energinivåer hos studerade system är exempel på detta.In general terms, the UP can be used to study time-varying processes and processes where the said time variation can be measured with ores uorescence. Diffusion, chemical processes and population of long-lived energy levels in studied systems are examples of this.

Korrelationsanalys används enligt uppfinningen för att bestämma antalet enheter, tex. antalet molekyler, som bidrar till fluorescens samt frekvensen hos processens tidvariation. För åskådlighetens skull förklaras uppfinningen närmare genom exemplifierande utföringsformer som utförs på diffusion som process.Correlation analysis is used according to the invention to determine the number of units, e.g. the number of molecules, which contribute to ores uorescence and the frequency of the time variation of the process. For the sake of clarity, the invention is explained in more detail by exemplary embodiments which are carried out on diffusion as a process.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen skall nedan ßrklaras med hänvisning till de bifogade ritningar-na, i vilka: Fig 1 visar grafer över absorption och emission för två vanliga färgämnen under excitation enligt känd teknik; Fig 2 visar grafer över de två färgänmena enlig Fig I under excitation enligt uppfinningen; Fig 3-6 visar visar grafer som illustrerar olika experiment med uppfinningen; Fig 7 visar ett översiktligt blockschema över steg innefattade i en utföringsform av metoden enligt uppfinningen.Brief Description of the Drawings The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows graphs of absorption and emission of two common dyes during excitation according to the prior art; Fig. 2 shows graphs of the two dyes according to Fig. I during excitation according to the invention; Figures 3-6 show graphs illustrating various experiments with the invention; Fig. 7 shows an overview block diagram of steps included in an embodiment of the method according to the invention.

Beskrivning av utföríngsformer av uppfmningen Fluorescenskorrelationsspektroskopi (FCSl 10 15 20 25 Kärnan i FCS är att mäta fluorescens och beräkna autokorrelation på den detekterade signalen. För att få mätbar korrelationsarnplitud måste antalet molekyler eller partiklar som bidrar till fluorescenssignalen vara lågt. Detta kräver att dessa partiklar har mycket goda fluorescensegenskaper så att signalen över huvudtaget kan detekteras. Det ßr närvarande vanligaste tillvägagångssättet är att fokusera laserljus med ett diffraktionsbegränsat objektiv till en volym med längdmått av samma storlek som våglängden, vilket ger en volym av storleksordning femtoliter. Emittexad fluorescens samlas in med samrna optik, s.k. epi- illumination, och autokorrelation beräknas enligt: där <1 är tidsmedelvärdet av intensiteten och r är separationen i tid mellan två grupper av data som ska korreleras. Med en Gaussisk intensitetsprofil för tvärsnittet hos laserstrålen så ges autokorrelationen av: l/2 1 1 1 GMT? 4D: 4D: 1 + 2 1+ 2 mo zo där D är diffiisionskonstanten, m0 diametern på detektionsvolymen och zo är längden. För att erhålla god korrelationsamplitud så måste partikelantalet N vara lågt vilket samtidigt innebär lägre intensitet och sämre signal- till brusßrhållande.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS1 10 15 20 25 The core of FCS is to measure ores uorescence and calculate autocorrelation on the detected signal. very good ores uorescence properties so that the signal can be detected at all.The presently most common approach is to focus laser light with a diffraction limited lens to a volume with length measurements of the same size as the wavelength, giving a volume of the order of fifty liters. . 1 1 GMT? 4D: 4D: 1 + 2 1+ 2 mo zo where D is the definition constant, m0 is the diameter of the detection volume and zo is the length. In order to obtain a good correlation amplitude, the particle number N must be low, which at the same time means lower intensity and poorer signal-to-noise retention.

Vanligtvis fixeras geometrin ßr detektionsvolymen vilket leder till att det är partikelantalet N och den laterala difilrsionstiden (må / 4D) som bestäms. Partikelantal gör det möjligt att bestämma koncentration och studera kemiska reaktioner medan diñiisionstid ger ett mått på storlek och kan användas för att studera exempelvis aggregation.Usually, the geometry of the detection volume is increased, which leads to the particle number N and the lateral partition time (må / 4D) being determined. The number of particles makes it possible to determine concentration and study chemical reactions, while the separation time gives a measure of size and can be used to study, for example, aggregation.

Frekvenssamband Uppfinningen bygger på uppfinnamas insikt om följande samband. 10 15 20 25 30 526 643 Vid tidsdiskreta observationer av tidskontinuerliga förlopp genom sampling vid en viss samplingsfrekvens gäller det välkända samplingsteoremet. Sampling kan betraktas som pulser av observationstillfïâllen eller detektioner med cm viss pulsfi-ekveris av en tidsberoende storhet som varierar med en viss studerad frekvens. Detta betraktelsesätt används i ßreliggande uppfinning.Frequency relationship The acquisition is based on the surveyors' insight into the following relationship. 10 15 20 25 30 526 643 In time-discrete observations of time-continuous processes by sampling at a certain sampling frequency, the well-known sampling theorem applies. Sampling can be considered as pulses of the observation event or detections with cm certain pulse fi- equator of a time-dependent quantity that varies with a certain studied frequency. This view is used in the present invention.

I Fluorescenskorrelationsspektroskogi (PCS) har man en observerad volym av någon substans som innehåller molekyler. Dessa molekyler diffunderar in i och ut ur observationsvolymen pga termisk rörelse. En tidsberoende storhet i detta sammanhang är antalet molekyler som företrädesvis i medeltal befinner sig i den observerade volymen. Antalet molekyler i observationsvolymen vid varje given tidpunkt följer ett i princip tidskontinuerligt förlopp.Fluorescence correlation spectroscopy (PCS) has an observed volume of any substance that contains molecules. These molecules diffuse into and out of the observation volume due to thermal motion. A time-dependent quantity in this context is the number of molecules which preferably average on average in the observed volume. The number of molecules in the observation volume at any given time follows a basically time-continuous process.

Rent matematiskt är förloppet i och för sig tidsdiskret eftersom ett antal, dvs storleken hos en mängd anges av naturliga tal, mellan vilka det är diskreta steg. För praktiska syften kan emellertid detta antal molekyler betraktas som uppvisande ett tidsdiskret förlopp.Purely mathematically, the process itself is time-discrete because a number, ie the size of a set, is indicated by natural numbers, between which there are discrete steps. For practical purposes, however, this number of molecules can be considered to have a time-discrete course.

Molekylerna befinner sig i observationsvolymen under en viss ßreträdesvis genomsnittlig tid, som i FCS-sammanliang kallas diffusionstiden. I en fiekvensbeskrivning varierar det tidskontinuerliga förloppet med en frekvens som motsvarar ett samband där diffusionsfrekvensen = l/diffiisionstiden.The molecules settle in the observation volume for a certain approximately average time, which in the FCS context is called the diffusion time. In a fi sequence description, the time-continuous process varies with a frequency corresponding to a relationship where the diffusion frequency = l / diffusion time.

Den observerade volymen med molekylema bestiälas med energi som har en viss våglängd.The observed volume of the molecules is ordered with energy that has a certain wavelength.

Molekyler i den observerade volymen exciteras av energin och avger därefter ett fluorescerande ljus (fluorescens) med en viss våglängd.Molecules in the observed volume are excited by the energy and then emit a fluorescent light (fl uorescence) with a certain wavelength.

Medelst en ljusintensitetsdetektor observeras fluorescensemissionen i egenskap av en parameter som är beroende av antalet molekyleri den observerade volymen. Observationen av fluorescensernissionen, dvs. detektionen av intensiteten hos fluorescensemissionen fi-ån exciterade molekylerna som befinner sig i den observerade volymen pågår kontinuerligt under FCS. Detta kan liknas vid en kamera med ständigt öppen slutare. intensiteten hos fluorescenseniissionen är beroende av antalet exciterade molekyler som befinner sig i den observerade volymen. Fluorescensen från en molekyl efter en puls av excitationsenergi bidrar till intensiteten och är därmed observerbar/detekterbar under den tid som den exciterade molekylen befinner sig i den observerade volymen tills den har 10 15 20 25 30 526 643 10 diffunderat ut. Således är en molekyl observerbar/detekterbar under den genomsnittliga diffiisionstiden.By means of a light intensity detector, the orescence emission is observed as a parameter which depends on the number of molecules the observed volume. The observation of the ores uorescenser nission, ie. the detection of the intensity of the fl uorescence emission fi- of the excited molecules occurring in the observed volume is ongoing during FCS. This can be compared to a camera with a constantly open shutter. the intensity of the orescence initiation depends on the number of excited molecules that settle in the observed volume. The fluorescence from a molecule after a pulse of excitation energy contributes to the intensity and is thus observable / detectable during the time that the excited molecule settles in the observed volume until it has diffused out. Thus, a molecule is observable / detectable during the average diffusion time.

För att detektera en fluorescensintensitet som rätt motsvarar antalet molekyler i den observerade volymen måste samtliga molekyler i volymen vara exciterade. Enligt föreliggande uppfinning sker bestrålning av observationsvolymen med exciterande energi i pulser med en viss pulsfiekvens. Genom att pulsa excitationsenergin får fluorescensemissionen från molekylerna i observationsvolymen en tidsdiskret karaktär med en frekvens som är beroende av diffusionsfrekvensen. Därmed blir sarnplingsteorernet tillämpbart och således för att via pararnetern fluorescensernission korrekt observera tidstörloppet för en frekvensbeskrivning av antalet molekyler i observationsvolymen är det nödvändigt och tillräckligt att pulsfrekvensen hos excitationsenergin är dubbla diífusionsfrekverisien. Det vill säga att under tiden varje molekyl befinner sig i observationsvolymen hinner den bestrålas av en excitationspuls i genomsnitt två gånger. - Eficrsom excitationsenergin är tidsdiskret genom den pulsade bestrålningen blir i fluorescensemissionen fiån observationsvolyrnen också pulsad, alltså tidsdiskret. Utsignalen fiån detektorn för detektering av fluorescensemissionen blir då också diskret, det vill såga utsignalen innefattar pulser av intensitetstoppar efter varje excitationspuls. För att utsignalen fiån detektorn skall leverera en signal som motsvarar ett korrekt antal molekyler i observationsvolymen är det således tillräckligt att i enlighet med uppfinningen applicera ernitteringsenergi i pulser med en pulsfiekvens huvudsakligen motsvarande den dubbla diffusionsfiekverisen hos de för tillfället studerade molekylema. I Uppfinningen kan liknas vid en kamera med öppen slutare och pulserande belysning med möjlighet till en minimal eller minsta pulsfi-ekvens som lika med dubbla diffusionsfi-ekvensen.To detect a fluorescence intensity that correctly corresponds to the number of molecules in the observed volume, all molecules in the volume must be excited. According to the present invention, irradiation of the observation volume takes place with exciting energy in pulses with a certain pulse sequence. By pulsing the excitation energy, the ores uorescence emission from the molecules in the observation volume acquires a time-discrete character with a frequency that is dependent on the diffusion frequency. Thus, the sampling theorem becomes applicable, and thus in order to correctly observe the time course for a frequency description of the number of molecules in the observation volume via the parameter ores uorescence emission, it is necessary and sufficient that the pulse frequency of the excitation energy is double the diffusion frequency. That is, during the time each molecule settles in the observation volume, it has time to be irradiated by an excitation pulse on average twice. - As the excitation energy is time discrete through the pulsed radiation, the ores uorescence emission fi from the observation volume is also pulsed, ie time discrete. The output signal from the detector for detecting the uorescence emission then also becomes discrete, that is to say the output signal comprises pulses of intensity peaks after each excitation pulse. In order for the output signal from the detector to deliver a signal corresponding to a correct number of molecules in the observation volume, it is thus sufficient in accordance with the invention to apply excitation energy in pulses with a pulse sequence substantially corresponding to the double diffusion equation of the currently studied molecules. The resolution can be compared to a camera with an open shutter and pulsed lighting with the possibility of a minimal or minimum pulse fi-sequence equal to double the diffusion fi-sequence.

Detta ger en tidsdiskret detektering eller sarnpling av en pararneter med tidsdiskret karaktär som är beroende av ett åtminstone i princip tidskontinuerligt förlopp. Detta i kontrast till känd teknik, som kan liknas vid en karnera med öppen slutare och kontinuerlig belysning eller kvasikontinuerli g belysning. Vilket alltså enligt känd teknik ger en tidskontinuerlig detektering av en åtminstone i princip tidskontinuerlig pararneter som är beroende av ett i princip tidskontinuerligt förlopp.This provides a time-discrete detection or sampling of a pair with a time-discrete character which is dependent on an at least in principle time-continuous process. This is in contrast to the prior art, which can be compared to a carnation with an open shutter and continuous lighting or quasi-continuous lighting. Which thus according to the prior art provides a time-continuous detection of an at least in principle time-continuous pairing which is dependent on a substantially time-continuous course.

Fluorescenskorrelationsspektroskopi (FCS) med nulsad excitation 10 15 20 25 30 526 643 ll Fig 7 visar i ett översiktligt blockschema de principiella stegen för utförande av FCS med pulsad excitation enligt en utföringsform av uppfinningen, innefattande följande steg: 7_02: Anordna en observationsvolym enligt FCS med molekyler som skall studeras. 103: Applicera på observationsvolymen excitationsenergi i pulser med pulsfrekvens i området huvudsakligen motsvarande dubbla difñtsionsfiekvensen hos molekylema.Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS) with Zero Excitation Fig. 7 shows in a schematic block diagram the principal steps for performing FCS with pulsed excitation according to an embodiment of the invention, comprising the following steps: 7_02: Arranging an observation volume according to FCS with molecules to be studied. 103: Apply to the observation volume excitation energy in pulses with pulse frequency in the range substantially corresponding to twice the diffiction frequency of the molecules.

WE: Registrera emitterad fluorescens från observationsvolymen. ]_O_8_: Analysera nämnda registrerade fluorescens som är beroende av antalet molekyler i observationsvolymen.WE: Record emitted ores uorescence from the observation volume. ] _O_8_: Analyze said recorded ores uorescence which depends on the number of molecules in the observation volume.

Pulsad excitation enligt uppfinningen kommer generellt inte att innebära någon större förändring i hur ett FCS-instrument ser ut utan det kommer att vara möjligt att använda existerande utrustningar med modifierad styming av excitationsenergin. Enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen krävs organ för att pulsa emitteringen av energi fiån excitationskällan, att repetitionsfiekvensen ska vara styrbar eller justerbar och att i korrelationsanalys sker med samma tidsupplösning som excítation.Pulsed excitation according to the invention will generally not entail any major change in what an FCS instrument looks like, but it will be possible to use existing equipment with modified control of the excitation energy. According to a preferred embodiment of the invention, means are required for pulsing the emission of energy from the excitation source, that the repetition sequence must be controllable or adjustable and that in correlation analysis it takes place with the same time resolution as excitation.

Pulsningen och styrningen av repetitionsfrekvensen ñr pulsningen åstadkommas i olika utföringsforrner av uppfinningen exempelvis medelst en apertur med styrbar genomsläpplighet för excitationsenergi som genereras av excitationskällan.The pulsation and control of the repetition frequency when the pulsation is achieved in different embodiments of the invention, for example by means of an aperture with controllable permeability for excitation energy generated by the excitation source.

I en utföringsform av uppfinningen anpassad för experiment med två färgämnen är dessutom excitationspulserna för de olika färgämnena styrbart separerbara i tiden. Genom tidsseparering av excitationspulsema minimeras det största problemet vid dessa typer av mätningar, nämligen falsk korrelation från färgämnen som emitterar i båda vâglängdsintervallen. Som exempel visas i Fig l grafer för absorbtion och emission för två vanlig färgämnen, Alexa Fluor 532 (ovan i figuren) och Alexa Fluor 633 (nedan i figuren) från Molecular Probes, Eugene, OR. Om excitationen sker samtidigt krävs det att den detektor som ska mäta signalen från Alexa Fluor 633 har ett filter som inte släpper igenom signal under 650 nm för att undvika att den även ska detektera signal från Alexa Fluor 532. Såsom framgår av Fig 1 har även Alexa Fluor 532 en betydande emission upp till 650 nm. Detta innebär att en stor del av emissionen fiån Alexa Fluor 633 filtreras bort enbart för att undvika överlapp av signal och detta innebär att signal- till brusförhållandet försämras avsevärt. Det är ett stort problem för tvåfárgs-F CS enligt känd teknik, att hitta två färgämnen som inte överlappar i emission 10 15 20 25 30 526 643 12 samtidigt som excitationsvåglängden inte får vara allt för olika. För stor olikhet leder nämligen till olika geometri för excitation.In addition, in an embodiment of the invention adapted for experiments with two dyes, the excitation pulses for the different dyes are controllably separable over time. By time separation of the excitation pulses, the biggest problem in these types of measurements is minimized, namely false correlation from dyes that emit in both wavelength ranges. As an example, Fig. 1 shows graphs of absorption and emission for two common dyes, Alexa Fluor 532 (above in the figure) and Alexa Fluor 633 (below in fi guren) from Molecular Probes, Eugene, OR. If the excitation occurs simultaneously, it is required that the detector that is to measure the signal from Alexa Fluor 633 has an somlter that does not transmit a signal below 650 nm to avoid that it should also detect signal from Alexa Fluor 532. As shown in Fig. 1, Alexa also has Fluorine 532 has a significant emission up to 650 nm. This means that a large part of the emission from the Alexa Fluor 633 is filtered out only to avoid duplication of signal, and this means that the signal-to-noise ratio deteriorates considerably. It is a major problem for two-color F CS according to the prior art to find two dyes which do not overlap in emission while the excitation wavelength must not be too different. Too much difference leads to different geometries for excitation.

När istället excitationspulserna är separerade, såsom i utßringsformer av uppfinningen, ßreträdesvis minst så mycket så att signalen hinner klinga av, givet det excitemde tillståndets livstid så vet man exakt vilket tärgärnne som exciteras vid en given tidpunkt och följaktligen i vilken detektor som den önskvärda signalen registreras.When instead the excitation pulses are separated, as in embodiments of the invention, preferably at least so much so that the signal has time to fade, given the lifetime of the excited state, one knows exactly which tern is excited at a given time and consequently in which detector the desired signal is registered. .

I Fig 2 visas grafer genererade vid ett experimentet vid vilket en detektor iör grönt ljus är ßrsedd med ett filter som släpper igenom ljus med våglängder kortare än 600 mn och en detektor tör rött ljus med våglängd längre än 600 nm. När en grön laser (532 nm) belyser provet så exciteras dels Alexa Fluor 532 men även Alexa Fluor 633 till viss del. Vid en röd _ laserpuls (633 nm) så kommer enbart Alexa Fluor 633 exciteras och den röda detektorn tar emot ljus. Korrelation beräknas nu mellan grön fluorescens när den gröna lasern belyser provet och röd fluorescens vid röd excitation. På detta vis försvinner den så kallade cross-talk eller överhörning som annars skulle ha uppstått samtidigt som det är möjligt att ta till vara på maximalt av emitterad fluorescens. Denna princip gör det enklare att välja färgämnen men förbättrar också koirelationsanalysen. Det bör även vara möjligt att utöka detta till fler än två färgämnen och därmed öppnas möjligheter att studera reaktioner där fler reagenter deltar och mer än en bindning skapas eller bryts.Fig. 2 shows graphs generated in an experiment in which a green light detector is equipped with an alter that transmits light with wavelengths shorter than 600 nm and a detector dries red light with a wavelength longer than 600 nm. When a green laser (532 nm) illuminates the sample, Alexa Fluor 532 is excited, but also Alexa Fluor 633 to some extent. At a red laser pulse (633 nm), only the Alexa Fluor 633 will be excited and the red detector will receive light. Correlation is now calculated between green ores uorescence when the green laser illuminates the sample and red fl uorescence at red excitation. In this way, the so-called cross-talk or crosstalk that would otherwise have arisen disappears at the same time as it is possible to take advantage of the maximum of emitted fl uorescence. This principle makes it easier to choose dyes but also improves the correlation analysis. It should also be possible to extend this to more than two dyes and thus open up opportunities to study reactions in which your reagents participate and more than one bond is created or broken.

Beskrivning av modell Effekten av att pulsa excitationskällan kan visas med en enkel datormodell. Derma modell tar hänsyn till diffusion av molekyler in och ut ur detektionsvolymen (som är densamma som excitationsvolymen), excitation och relaxation samt blekning. Modellen är O-dimensionell, d.v.s. geometrin antas vara syrnmenisk i alla avseenden.Model description The effect of pulsing the excitation source can be shown with a simple computer model. This model takes into account the diffusion of molecules in and out of the detection volume (which is the same as the excitation volume), excitation and relaxation as well as bleaching. The model is O-dimensional, i.e. the geometry is assumed to be syrmenic in all respects.

Omgivningen utanför detektionsvolymen antas vara oförändrad med avseende på antal molekyler. Flux av molekyler in i volymen antas vara lika med det flux som är riktat ut vilket ger att sannolikheten ßr att en molekyl diffunderar in eller ut ges av ekvationen At P. =-- dig Tdw 10 15 20 25 526 643 där At är det tidsintervall som betraktas och 14,37 den genomsnittliga diffusionstiden. I varje tidssteg i beräkningarna testas detta för varje molekyl. Detta ger antal molekyler som befinner sig i volymen vid varje enskilt tillfälle och därmed är utsatta för excitation. I Nästa steg är att bestämma hur mycket fluorescens de molekyler som befinner sig i volymen ger upphov till. Detta sker genom beräkning av hur energinivåer populeras via excitation och depopuleras genom relaxation till lägre energinivåer. Systemet som används antas ha tre nivåer, ett grundtillstånd N 1 (lägst energi) och två exciterade tillstånd, N; och N 3. Övergångshastighet (antal övergångar fi-ån en nivå till en arman per tidsenhet) betecknas kf,- dâr i representerar initial nivå och j slutnivå. I Fig 3 visas ett energinivådiagram med övergângshastigheter i enlighet med detta.The environment outside the detection volume is assumed to be unchanged with respect to the number of molecules. The flux of molecules into the volume is assumed to be equal to the fl ux that is aligned, which gives the probability ßr that a molecule diffuses in or out is given by the equation At P. = - dig Tdw 10 15 20 25 526 643 where At is the time interval considered and 14.37 the average diffusion time. At each time step in the calculations, this is tested for each molecule. This gives the number of molecules that settle in the volume at each individual occasion and are thus exposed to excitation. The next step is to determine how much ores uorescence the molecules that settle in the volume give rise to. This is done by calculating how energy levels are populated via excitation and depopulated through relaxation to lower energy levels. The system used is assumed to have three levels, a ground state N 1 (lowest energy) and two excited states, N; and N 3. Transition speed (number of transitions fi- from one level to one arman per unit of time) is denoted kf, - where i represents the initial level and j the final level. Fig. 3 shows an energy level diagram with transition speeds accordingly.

Population av de olika energinivåema bestäms av ekvationssystemet: N1=“k12N1+k21N2+ks1Ns Nz =+kx2N1'k21Nz 'kzsNz I Na =+k23N2 'ksiNa N=N,+N,+N, N 1: 2 = 3 = 0 där N betyder tidsderivatan av N. Inkluderat är även antagandet om järnvikt, Relaxation av N; med övergång till grundtillståndet kan ske antingen strålningslöst via kollisioner (k2°f” ) eller via emission av foton (kffd ). Antalet utsända fotoner per tidsenhet ges av N 2 kf och med antagandet att emissionen är isotrop, att ljusinsarnlande optik täcker rymdvinkeln-Q och att detektorns effektivitet är å så ges detekterad intensitet av: 1 I 71-' 10 15 20 25 30 526 643 14 Övergångshastigheter kan fås från litteraturen och några enkla beräkningar. Excitation ges av intensiteten hos excitationskållan (hm), tvärsnittsarean hos detektionsvolymen samt molekylens absorptionsförmåga (extinktionskoeñícient 6): 1,,,,,_ mio 81,” i nwå aoouv, w: ka: = 5 I F CS-experiment används som regel diifialctionsbegránsade objektiv vilket ger att diametern (2 mo) hos volymen är ungefär lika med laserljusets våglängd. Relaxationshastigheterria ges av livstiden r; och kvantutbytet 45 fór N23 q,_ kr _ a." kzrid +kzciu+kzs k21+k23 l "=k21+k23 1.' Molekylerna i modellen kan ha en eller flera tryptofan som står för den fluoresccns som berälmas. Tryptofan har en extinktionskoeflicient på 5500 M1 cm* (vid 280 nm) och fiån litteraturen fås att t; är 3 ns, d: är 10-30 % och kg; 20-80 106 S4. Övergångshastigheten fór N; uppskattas till 106 S4.Population of the different energy levels is determined by the system of equations: N1 = "k12N1 + k21N2 + ks1Ns Nz = + kx2N1'k21Nz 'kzsNz I Na = + k23N2' ksiNa N = N, + N, + N, N 1: 2 = 3 = 0 where N means the time derivative of N. Also included is the assumption of iron weight, Relaxation of N; with transition to the ground state can take place either without radiation via collisions (k2 ° f ”) or via emission of photos (kffd). The number of emitted photons per unit time is given by N 2 kf and assuming that the emission is isotropic, that light-collecting optics cover the space angle Q and that the efficiency of the detector is then the detected intensity of: 1 I 71- '10 15 20 25 30 526 643 14 Transition speeds can be obtained from the literature and some simple calculations. Excitation is given by the intensity of the excitation source (hm), the cross-sectional area of the detection volume and the absorbency of the molecule (extinction coefficient 6): 1 ,,,,, _ mio 81, ”i nwå aoouv, w: ka: = 5 lens, which means that the diameter (2 mo) of the volume is approximately equal to the wavelength of the laser light. Relaxation rates are given by lifetime r; and the quantum yield 45 for N23 q, _ kr _ a. "kzrid + kzciu + kzs k21 + k23 l" = k21 + k23 1. ' The molecules in the model may have one or fl era tryptophan that stands for the fl uoresccns that are reported. Tryptophan has an extinction coefficient of 5500 M1 cm * (at 280 nm) and from the literature it is found that t; is 3 ns, d: is 10-30% and kg; 20-80 106 S4. The transition speed went N; estimated at 106 S4.

Det stora problemet för F CS är blekning och uppstår då N; populeras. Detta tillstånd år ett triplettillstånd med spin lika med 1 (medan N 1 och N; är singlettillstånd och har spin 0) och långlivat eftersom relaxation till grundtillståndet kräver ändring av spin. Molekyler i detta långlivade tillstånd (livstid omkring 1 us) har gott om tid att kollidera med 02 (triplett) och därmed relaxera till grundtillståndet samtidigt som O; (singlett) bildas. Denna i sin tur är mycket reaktiv och riskerar att förstöra molekylens fluorescerande egenskaper. För att ta hänsyn till detta betraktas alla tryptofaner som hamnar i N; som blekta och fortsättningsvis odugliga.The big problem for F CS is bleaching and then arises N; populeras. This state is a triplet state with spin equal to 1 (while N 1 and N; are singlet states and have spin 0) and long-lived because relaxation to the basic state requires change of spin. Molecules in this long-lived state (lifetime about 1 us) have plenty of time to collide with O 2 (triplet) and thus relax to the basic state at the same time as 0; (singlet) is formed. This in turn is very reactive and risks destroying the molecule's uorescent properties. To take this into account, all tryptophans that end up in N are considered; as bleached and still incapable.

Resultat Graferna i F ig 4 - Fig 6 beskriver effekten av pulsad excitation. De motsvarar tre olika ”experiment” och vart och ett beskrivs av den fluoresccns som registreras samt resultatet av 10 15 20 25 30 526 643 15 beräkning av autokorrelation. I beräkningar har de sämsta villkoren antagits, d.v.s. kvantutbytet är 10 % och kg; är 80 106 s". Vidare antas intensiteten hos laserpulserna variera med 10 %, puls till puls, och utöver det ligger det 20 % brus. Antalet molekyler är 10, d.v.s utan blekning ska det firmas 10 molekyler i genomsnitt i volymen (dock inte vid varje enskild tidpunkt). Diffusionstiden är 100 ps, tidsintervallet i beräkningarna är 1 us och totala mättiden 100 ms.Results The graphs in Fig. 4 - Fig. 6 describe the effect of pulsed excitation. They correspond to three different “experiments” and each is described by the fl uoresccns recorded and the result of the calculation of autocorrelation. In calculations, the worst conditions have been assumed, i.e. the quantum yield is 10% and kg; is 80 106 s ". Furthermore, the intensity of the laser pulses is assumed to vary by 10%, pulse to pulse, and in addition there is 20% noise. The diffusion time is 100 ps, the time interval in the calculations is 1 us and the total measurement time is 100 ms.

I figur 4 visas kontinuerlig excitation av molekyler med en tryptofan. Utan blekning skulle autokorrelationskurvan (heldragen blå, knappt synbar) följa den röda linjen som beskriver diffusion. Detta är effekten av blekning, molekylerna bleks så fort de kommer in i volymen, intensiteten blir minimal och autokorrelationskurvan bestäms enbart av blekningsprocessen.Figure 4 shows continuous excitation of molecules with a tryptophan. Without bleaching, the autocorrelation curve (solid blue, barely visible) would follow the red line describing diffusion. This is the effect of bleaching, the molecules bleach as soon as they enter the volume, the intensity becomes minimal and the autocorrelation curve is determined solely by the bleaching process.

Grafema enligt Fig 5 erhålls i ett annat experiment i vilket excitationen pulsas med Nyqvistfiekvensen, difiixsionstiden är 100 p.s vilket innebär en excitationspuls var 50 ps.The graphs of Fig. 5 are obtained in another experiment in which the excitation is pulsed with the Nyqvist sequence, the excitation time is 100 p.s which means an excitation pulse every 50 ps.

Resultatet är slående, autokorrelationskurvan är synlig och beskrivs väl av den sarnmantagna effekten av diffusion och blekning. Blekning kan också betraktas som en slags diffusion, när en molekyl upphör att avge fluorescens så blir det liktydigt med att den har länmat volymen.The result is striking, the autocorrelation curve is visible and is well described by the combined effect of diffusion and bleaching. Bleaching can also be considered a kind of diffusion, when a molecule ceases to emit ores uorescence, it becomes synonymous with it having fed the volume.

I det tredje experimentet, Fig 6, har molekylerna fem tryptofarier. Autokorrelationskurvan följer diffusionen nära och blekning har blivit enlångsam och inte särkilt viktig process.In the third experiment, Fig. 6, the molecules have five tryptophars. The autocorrelation curve follows the diffusion closely and bleaching has become a slow and not very important process.

Noterbart är också att korrelationsamplituden vid r=0 är 0.1 vilket stämmer bra mot att det i genomsnitt ska vara 10 molekyler i volymen (G(1:=0)=1/IV).It is also noteworthy that the correlation amplitude at r = 0 is 0.1, which is in good agreement with the fact that there should be an average of 10 molecules in the volume (G (1: = 0) = 1 / IV).

Sammanfattningsvis är effekten av pulsad excitation uppenbar, det vill säga att den negativa verkan av blekning undanröjs. Det är också klart att det är möjligt med FCS på proteiner som innehåller flera tryptofaner. Det är för närvarande oklart om det med uppfinningen kommer att vara möjligt att utföra mätningar på proteiner med endast en tryptofan, men detta är inte av avgörande betydelse. Pulsad excitation enligt uppfinningen förbättrar situation vad gäller blekning, dessutom innehåller de flesta proteiner fler än en tryptofan.In summary, the effect of pulsed excitation is obvious, that is, the negative effect of bleaching is eliminated. It is also clear that FCS is possible on proteins that contain fl your tryptophans. It is currently unclear whether with the invention it will be possible to perform measurements on proteins with only one tryptophan, but this is not of decisive importance. Pulsed excitation according to the invention improves the situation with regard to bleaching, in addition, most proteins contain more than one tryptophan.

Uppfinningen kan varieras och implementeras på olika sätt inom ramen för de bifogade patentkraven.The invention can be varied and implemented in various ways within the scope of the appended claims.

Claims (17)

526 643 nu n 4 u n f.. n u n n z: . ; Q' 1 ' ' ' ' ' ' ' o "n n n u u u 0 I uu n v n 0 I , u o o o l 16 | n z :II ' ,' q u con uu n s u Patentkrav526 643 nu n 4 u n f .. n u n n z:. ; Q '1' '' '' '' o "n n n u u u 0 I uu n v n 0 I, u o o o l 16 | n z: II ',' q u con uu n s u Patent claim 1. En metod ßr fluorescenskorrelationsspektroskopi vid studium av ett tidsvarierande förlopp varvid molekyler exponeras med energi ñr åstadkommande av excitation av nämnda molekyler och varvid det detekteras påßlj ande emission från nämnda molekyler av fluorescens med en fórbestämd våglängd, kännetecknad av att nämnda energi appliceras i pulser med en pulsfrekvens åtminstone uppgående till två pulser per period hos det studerade tidsvarierande förloppet.A method of fluorescence correlation spectroscopy in the study of a time-varying process in which molecules are exposed to energy to effect excitation of said molecules and in which corresponding emission is detected from said molecules of fluorescence with a certain determined wavelength. a pulse frequency of at least two pulses per period of the time-varying course studied. 2. Metoden enligt föregående krav, varvid nämnda energi appliceras i pulser med en pulsfrekvens i området av två till 10 pulser per period hos det studerade tidsvarierande förloppet.The method according to the preceding claim, wherein said energy is applied in pulses with a pulse frequency in the range of two to 10 pulses per period of the time-varying course studied. 3. Metoden enligt krav 1, varvid nämnda energi appliceras i pulser med en pulsfrekvens i området av 0.01 till 999 kHz.The method of claim 1, wherein said energy is applied in pulses with a pulse frequency in the range of 0.01 to 999 kHz. 4. Metod enligt krav 1, varvid närrmda energi appliceras i pulser med en pulsfrekvens i området av 0.2 till 200 kiloHertz.The method of claim 1, wherein the applied energy is applied in pulses having a pulse frequency in the range of 0.2 to 200 kiloHertz. 5. Metod enligt något av föregående krav, varvid antalet fluorescensemitterande enheter bestäms medelst en korrelationsanalys av nämnda detekterade emission.A method according to any one of the preceding claims, wherein the number of fluorescence emitting units is determined by means of a correlation analysis of said detected emission. 6. Metod enligt något av föregående krav, varvid frekvensen hos den fluorescensemitterande processens tidsvariation bestäms medelst en korrelationsanalys av nämnda detekterade emission.A method according to any one of the preceding claims, wherein the frequency of the time variation of the orescence emitting process is determined by means of a correlation analysis of said detected emission. 7. Metod enligt något av föregående krav, varvid nämnda energi appliceras i pulser med en pulsfrekvens huvudsakligen motsvarande den dubbla diffusionsfrekvensen hos nämnda molekyler.A method according to any one of the preceding claims, wherein said energy is applied in pulses with a pulse frequency substantially corresponding to twice the diffusion frequency of said molecules. 8. Metoden enligt föregående krav, varvid nämnda molekyler exponeras med pulser av energi av en första och en andra våglängd. k) t!! 0: 0 , ,,. °..' ...Nå . .. .abb O-g Q-'l OOIO O nu no 0000 oo o o o 0 O I 0 o o 0 00 o I .U o oc u 0 000001 oc 00 o nu 0 526 643 -uno o u. .u u v ,' p n o n v g o 0 0 0 0 0 a n 0 o n o n .z _: z ,' . . p n oo- o u l 0 ' ° I , . . o 0 0 17 . u 2 o I ~ _' _ ._ u.. nu n e n eThe method of the preceding claim, wherein said molecules are exposed to pulses of energy of a first and a second wavelength. k) t !! 0: 0, ,,. ° .. '... Now. .. .abb Og Q-'l OOIO O nu no 0000 oo ooo 0 OI 0 oo 0 00 o I .U o oc u 0 000001 oc 00 o nu 0 526 643 -uno o u. .uuv, 'pnonvgo 0 0 0 0 0 an 0 onon .z _: z, '. . p n oo- o u l 0 '° I,. . o 0 0 17. u 2 o I ~ _ '_ ._ u .. nu n e n e 9. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda molekyler exponeras med energi i pulser av en första och en andra fórbestämda pulsfrekvenser och med en förbestämd tidsfördröj ning mellan pulserna av nämnda första och andra pulsfrekvenser.The method of any of the preceding claims, wherein said molecules are exposed with energy in pulses of a first and a second predetermined pulse frequencies and with a predetermined time delay between the pulses of said first and second pulse frequencies. 10. Metoden enligt något av föregående krav, varvid det detekteras emission fiån nämnda molekyler av fluorescens med en första och en andra fórbestämda våglängder.The method according to any of the preceding claims, wherein emission fi is detected from said molecules of fl uorescence with a first and a second feed-determined wavelengths. 11. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda molekyler är modifierade med ett färgämne.The method of any one of the preceding claims, wherein said molecules are modified with a dye. 12. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda molekyler innefattar ett forsta slag av molekyler som är modifierade med ett första färgämne och ett andra slag av molekyler som är färgade med ett andra färgämne.The method of any preceding claim, wherein said molecules comprise a first kind of molecules modified with a first dye and a second kind of molecules dyed with a second dye. 13. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda molekyler innefattar fler än två slag av molekyler som är modifierade med olika färgämnen.The method of any of the preceding claims, wherein said molecules comprise more than two kinds of molecules modified with different dyes. 14. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda molekyler är av ett ßrsta slag som är modifierade med två eller flera olika färgämnen.The method according to any one of the preceding claims, wherein said molecules are of a first kind modified with two or more different dyes. 15. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nänmda molekyler exponeras med nämnda energi i huvudsak genomsnittligen två gånger per nämnda molekylers passage genom en detektionsvolym av en lösning innehållande nämnda molekyler.The method of any of the preceding claims, wherein said molecules are exposed to said energy substantially on average twice per passage of said molecules through a detection volume of a solution containing said molecules. 16. En apparat för fluorescenskorrelationsspelctroskopi varvid molekyler exponeras med energi för åstadkommande av excitation av nämnda molekyler och varvid det detekteras påföljande emission från närrmda molekyler av fluorescens med en förbestämd våglängd, kännetecknad av organ anordnade att åstadkomma steg och funktioner enligt något av kraven 1-1 5 .An apparatus for oresorescence correlation spectroscopy wherein molecules are exposed to energy to effect excitation of said molecules and wherein subsequent emission is detected from adjacent molecules of oresorescence having a predetermined wavelength, characterized by means arranged to perform any function of 1-1. 5. 17. En datorprogramprodukt för styrning av en apparat fór fluorescenskorrelationsspektroskopi varvid molekyler exponeras med energi för åstadkommande av excitation av nämnda molekyler och varvid det detekteras påföljande emission från nämnda molekyler av fluorescens med en förbestâmd frekvens, o. n Iso 0 oc! 0 0 0 t 0 A I u I o n 0 000 I O I I 0 u q 00 I o n :in o u an: ull o o 0 a 000 I ln i oo n 526 643 .u :“.: z OI o o g n u o u u o 0 I f . u n u en o a o n n n o c z z _' , q o 18 z z z 0.0 I .U g ., ,,,. oroa nu kännetecknad av progmmkod anordnad att styra en datorprocessor till att utföra stegen och flmktionerna enligt något kraven 1-15.A computer program product for controlling an apparatus for oresorescence correlation spectroscopy wherein molecules are exposed to energy to effect excitation of said molecules and wherein subsequent emission is detected from said molecules of oresorescence at a predetermined frequency 0, o! N. 0 0 0 t 0 A I u I o n 0 000 I O I I 0 u q 00 I o n: in o u an: ull o o 0 a 000 I ln i oo n 526 643 .u: “.: z OI o o g n u o u u o 0 I f. u n u en o a o n n n o c z z _ ', q o 18 z z z 0.0 I .U g., ,,,. now characterized by a program code arranged to control a computer processor to perform the steps and functions according to any one of claims 1-15.
SE0400398A 2004-02-20 2004-02-20 Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy SE526643C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0400398A SE526643C2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy
PCT/SE2005/000223 WO2005080945A2 (en) 2004-02-20 2005-02-18 Method for avoiding bleaching when using fluorescence correlation spectroscopy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0400398A SE526643C2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0400398D0 SE0400398D0 (en) 2004-02-20
SE0400398L SE0400398L (en) 2005-08-21
SE526643C2 true SE526643C2 (en) 2005-10-18

Family

ID=31974271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0400398A SE526643C2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE526643C2 (en)
WO (1) WO2005080945A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009016548A2 (en) 2007-07-27 2009-02-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and system for imaging samples
US8802424B2 (en) 2008-01-10 2014-08-12 Pacific Biosciences Of California, Inc. Methods and systems for analysis of fluorescent reactions with modulated excitation
EP3943920B1 (en) * 2010-02-19 2024-04-03 Pacific Biosciences Of California, Inc. Integrated analytical system and method for fluorescence measurement
DE102022208445A1 (en) 2022-08-15 2024-02-15 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Improved FCS procedure

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001263286A1 (en) * 2000-05-19 2001-12-03 Iowa State University Research Foundation Inc. High-throughput methods of distinguishing at least one molecule individually in a sample comprising multiple molecules and systems for use therein
WO2002035260A2 (en) * 2000-10-27 2002-05-02 Molecular Devices Corporation Light detection device
DE10211321A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-25 Gnothis Holding Sa Ecublens Use of capture probes for the detection of nucleic acids

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005080945A3 (en) 2005-12-15
WO2005080945A9 (en) 2005-11-03
SE0400398D0 (en) 2004-02-20
SE0400398L (en) 2005-08-21
WO2005080945A2 (en) 2005-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lakowicz Techniques
van Munster et al. Fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM)
Brinks et al. Two-photon lifetime imaging of voltage indicating proteins as a probe of absolute membrane voltage
US9488578B2 (en) Single particle detection device, single particle detection method, and computer program for single particle detection, using optical analysis
JP5687684B2 (en) Optical analysis apparatus, optical analysis method, and computer program for optical analysis
US9612245B2 (en) Multiple-pulse pumping for enhanced fluorescence detection and molecular imaging in cells and tissue
JP5230626B2 (en) Method for quantitative measurement of biomolecule target attached to biochip and apparatus for carrying out the method
JP2018518657A (en) Method and system for fluorescence detection
Yang et al. Time-gated fluorescence imaging: Advances in technology and biological applications
Becker Introduction to Multi-dimensional TCSPC
JP5318413B2 (en) Method and apparatus for analyzing a sample
US9528923B2 (en) Optical analysis device, optical analysis method and computer program for optical analysis using single light-emitting particle detection
Valenta et al. Separation of spectrally overlapping fluorophores using intra-exposure excitation modulation
CN101661000A (en) Novel ion detection system applied to single-ion microbeam device and based on spectroscope
Quérard et al. Kinetics of reactive modules adds discriminative dimensions for selective cell imaging
SE526643C2 (en) Method to avoid bleaching in the application of fluorescence correlation spectroscopy
Waharte et al. Setup and characterization of a multiphoton FLIM instrument for protein–protein interaction measurements in living cells
Chen et al. Probing nucleocytoplasmic transport by two‐photon activation of PA‐GFP
Periasamy et al. High-speed fluorescence microscopy: lifetime imaging in the biomedical sciences
Gilboa et al. Confinement-free wide-field ratiometric tracking of single fluorescent molecules
Orthaus et al. Crossing the Limit Towards Deep UV: Time‐resolved microscopy of native fluorophores
Raudsepp et al. Spatiotemporal studies of lipid oxidation by optical microscopy
Ko Photobleaching time distribution of a single tetramethylrhodamine molecule in agarose gel
US20230141123A1 (en) Apparatus for performing photochemical measurements on a liquid or liquid-containing sample
Berland Basics of fluorescence

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed