Sistema de fotometria por fibra para pesquisa FLiP

para neurociênciapara rede de neurôniosde fibra óptica

Visão geral
O sistema RWD de fotometria de tempo de vida da fluorescência (FLiP) baseia-se na tecnologia Time-Correlated Single Photon Counting (TCSPC) combinada com fotometria por fibra para monitoramento em tempo real das variações do tempo de vida de fluorescência no cérebro de animais em livre movimento, oferecendo uma abordagem estável e quantitativa para estudos in vivo de liberação de neurotransmissores, interações proteína–proteína e alterações conformacionais de proteínas.

O que é tempo de vida de fluorescência?
O tempo de vida de fluorescência (τ) é o tempo médio que um fluoróforo permanece no estado excitado antes de emitir um fóton. Ao contrário da intensidade de fluorescência, o tempo de vida é independente da concentração do fluoróforo e da potência de excitação, refletindo mudanças conformacionais e o microambiente local. Medições de tempo de vida permitem separar múltiplos componentes e detectar mudanças sutis, fornecendo uma leitura quantitativa estável para experimentos in vivo.

Por que medir o tempo de vida?

• Medições quantitativas comparáveis entre amostras — sem necessidade de normalização ao baseline
• Registros estáveis de longo prazo — adequados para estudos do sono, modelos de doenças crônicas e estudos longitudinais
• Detecção sensível de mudanças dinâmicas de analytes através de biossensores baseados em tempo de vida

Dois métodos principais de medição
Domínio temporal
Excita a amostra com uma fonte de luz pulsada e registra a decadência temporal da fluorescência. O TCSPC mede as diferenças de tempo entre fótons emitidos e pulsos de excitação para construir histogramas de decaimento e ajustar exponencialmente, oferecendo alta resolução temporal, excelente SNR em baixo fluxo de fótons e separação precisa de múltiplos componentes de tempo de vida.

Domínio de frequência
Utiliza uma fonte contínua modulada sinusoidalmente e obtém o tempo de vida a partir do atraso de fase e da profundidade de modulação entre emissão e excitação. Sistemas em domínio de frequência são mais simples, permitem aquisição rápida e podem ser implementados sem lasers pulsados, sendo indicados para medições com alto fluxo de fótons.

Comparação (Domínio temporal vs Domínio de frequência)

• Precisão da medição do tempo de vida: Domínio temporal — alta; Domínio de frequência — boa
• SNR para amostras fracamente fluorescentes: Domínio temporal — excelente; Domínio de frequência — relativamente limitado
• Resolução de múltiplos componentes: Domínio temporal — alta precisão; Domínio de frequência — requer modulação multifrequência ou análise phasor
• Velocidade de aquisição: Domínio temporal — relativamente rápida; Domínio de frequência — rápida
• Amostras com alto fluxo de fótons: Domínio temporal — bom; Domínio de frequência — excelente
• Requisito de laser: Domínio temporal — laser pulsado; Domínio de frequência — fonte contínua modulada

Destaques do sistema de fotometria de tempo de vida

• Estabilidade excepcional do sistema: desempenho consistente que minimiza flutuações do estado do dispositivo para comparações longitudinais fiáveis
• Ruído do sistema ultra‑baixo: preserva a integridade dos dados mesmo em condições de sinal fraco
• Gravação confiável a longo prazo: componentes centrais estáveis reduzem a deriva de baseline durante semanas consecutivas
• Ampla compatibilidade com biossensores: suporta a faixa de projeto de tempo de vida de biossensores mainstream
• Análise quantitativa direta: função de curva padrão prevista para permitir leituras diretas de concentração

Exemplos de aplicações

• Medições de neuromoduladores entre animais e em escalas temporais crônicas: FLiP permite comparações baseadas em tempo de vida entre animais e ao longo de semanas para sensores como GRAB ACh3.0
• Estudos mecanísticos em modelos genéticos: usado para revelar dinâmicas anormais da atividade de PKA em camundongos mutantes Akap11 e respostas farmacológicas relacionadas
• Validação de novos sensores: validação do sensor de cálcio de tempo de vida de alta velocidade (LifeCamp) para medições de linha de base absoluta e transientes de cálcio em camundongos livres

Especificações técnicas

• Comprimentos de onda de excitação: 488, 515, 560, 640, 670 nm (personalizável)
• Frequência de pulso: 1–80 MHz
• Intervalo de medição do tempo de vida: 1–10 ns
• Taxa de amostragem: 1–50 Hz
• Contagem DIO: 8
• Nível de tensão: 3,3–5 V
• Diâmetro do núcleo da fibra óptica: 200 ou 400 µm
• Abertura numérica (NA): 0,37