FLIM a další fluorescenční metody

Superkontinuum a fluorescenční zobrazovací metody

Fluorescence představuje důležitý mechanismus, který se využívá v mnoha biologických a biochemických aplikacích. Biologický materiál je možné pozorovat po označení specifickým fluorescenčním markerem, který interaguje se světelným zářením. V kombinaci s konfokální mikroskopií pak lze díky tomuto jevu získat důležité informace o struktuře pozorovaného vzorku. Vzhledem k velké škále používaných barviv je však nutné mít k dispozici široké spektrum budících vlnových délek. Výhodné by mohlo být použití laserového zdroje schopného generovat spojité širokospektrální záření, tzv. superkontinuum.  Superkontinuální laser na rozdíl od LED nebo širokospektrálních lamp umožňuje snímání s vysokým rozlišením. Navíc klasické zdroje většinou nepokrývají blízkou infračervenou oblast, která se však stále více využívá při in-vivo a GFP (green fluorescent protein) snímání.

Fluorescence lifetime imaging (FLIM)

Oproti klasické konfokální mikroskopii se při FLIM metodě sleduje časový pokles fluorescence po excitaci. Při využití superkontinuálního zdroje je využívána jeho pulzní povaha, kdy je perioda excitačního pulzu zvolena delší, než je časový pokles vyvolané fluorescence. Metodou FLIM lze určit další informace o studovaném prostředí, například iontovou koncentraci.

Förster Resonance Energy Transfer (FRET)

Superkontinuum je také možné využít jako zdroj pro Förster Resonance Energy Transfer (FRET). Při této metodě se do vzorku aplikují dvě barviva, donor a akceptor, přičemž specifická vlnová délka vyzařovaná donorem odpovídá excitační vlnové délce akceptoru. Excitovaný donor emituje záření, které excituje molekuly akceptoru. Ze snímaného fluorescenčního signálu je pak možné získat lokální prostorovou informaci o zkoumaném vzorku. Výhodné může být použití superkontinuálního laserového zdroje s využitím laditelnosti vlnových délek tak, aby bylo možné předejít přímé excitaci akceptoru.

Optické snímání molekul (OMI)

Pulzní režim superspektrálního zdroje je možné využít i v optickém snímání molekul (OMI), což je metoda, která umožňuje pozorovat barvivy označené molekulární procesy v živých organizmech. Na rozdíl od pozitronové emisní tomografie (PET) a magnetické resonance (MRI), které vyžadují drahé vybavení a radioaktivní materiál, umožňuje optické snímání in vivo měření s vyšší citlivostí a s minimální toxickou kontaminací.  V současnosti je OMI v kombinaci se superkontinuálním zdrojem preklinicky testováno s potenciálním využitím v lékařství.