1 啥是荧光寿命？

　　在谈这个问题之前，我们先说说什么是荧。

　　文科生普及版：
　　物质都是由原子构成的你知道吧？原子组成的原子核外面围绕着好多电子，就好像九大行星围绕太阳运转一样，各自有各自的轨道的和谐画面你能想象的到吧？

　　这些电子经过光源照射，吸收了光子的能量后能量变高，原有的轨道已经“容不下”它了，电子于是“升轨”到了离原子更远的地方继续绕着原子核运转。

　　当电子“升轨”到新轨道后，并不能安稳的维持在新轨道上，所以电子会重新“降轨”到原有的轨道上，此时能量就被以光子的形式释放出来，此时物质便开始发生荧光现象。

　　如果你觉得这段话特别难以理解，抬头看看头顶的荧光灯，它就是这么发光的。

　　喏，荧光灯管内壁上涂有荧光材料，经过电流作用后，荧光材料中的电子“升轨”，经过不安分的电子“降轨”，多余的能量被以光子的形式释放出来，从而产生可见光，为人类带来光明。

　　理论上来说，所有的物质都可以在一定条件下进行荧光反应。只不过有的物质发出的荧光在不可见波段，肉眼无法观测到；有的物质发出的荧光又极其微弱，肉眼无法捕捉到。

　　电子在“降轨”过程中释放的能量大小就是荧光强度，而荧光强度降低到最大荧光强度的1/e需要的时间，就叫做荧光寿命。荧光寿命同荧光物质的结构，所处微环境的极性、温度、粘度，键合离子等条件有关。

　　2 测量荧光寿命有什么用？

　　荧光物质的荧光寿命与自身的结构、所处微环境的极性、粘度等条件有关，因此通过荧光寿命的测定，可以直接了解所研究体系发生的变化。

　　荧光现象多发生在纳秒级，这正好是分子运动所发生的时间尺度，因此利用荧光技术，可以更直观地“看”到许多复杂的分子间作用过程，例如超分子体系中分子间的簇集、固液界面上吸附态高分子的构象重排、蛋白质高级结构的变化等。

　　除了直接应用外，荧光寿命测定还是其他时间分辨荧光技术的基础。例如基于荧光寿命测定的荧光猝灭技术，可以研究猝灭剂与荧光标记物或探针相互靠近的难易，从而对所研究体系中，探针或标记物所处微环境的性质作出判断。

　　基于荧光寿命测定的时间分辨荧光光谱，可以用来研究激发态发生的分子内或分子间作用，以及作用发生的快慢。非辐射能量转移、时间分辨荧光各向异性等主要荧光技术，都离不开荧光寿命测定。在材料研究中，测量材料的荧光寿命，可以获得能级结构和激发态弛豫时间等信息。

　　总之，很有用。

　　3 如何测量荧光寿命呢？

　　德国PCO公司采用2tap CMOS探测器的荧光寿命成像的相机，在频域，即通过测量荧光相对于激发光的相移及调制系数来计算荧光寿命。

图为该系统成像原理

图为该系统的组成

　　受计算机控制的pco.flim相机，向可调激光光源发出快门指令，光源透过激发滤光片激发样品进行发光，发出的光透过搭载有观测滤光片的观测显微镜，被pco.flim捕捉，通过数据接口传回电脑进行进一步处理。

图为pco.flim相机的系统参数