基于非线性光学频率上转换原理的飞秒时间分辨荧光显微成像技术及应用

项目名称： 基于非线性光学频率上转换原理的飞秒时间分辨荧光显微成像技术及应用

项目编号： No.61178085

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 信息四处

项目作者： 徐建华

作者单位： 华东师范大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 生物组织内蛋白质等大分子复杂结构的运动和变化体现着生物体重要的生命功能。目前的时间和频率分辨激光光谱学技术提供了生物分子的结构-功能关系的大量信息，但在皮秒和飞秒时域内的超快动力学过程、生物学功能以及显微成像方面还有待进一步的深入研究。本课题充分利用国家重点实验室的飞秒激光光谱技术，采用宽带非线性光学频率上转换和全光收集高灵敏多通道单光子计数探测手段，组建世界上首台具有100飞秒时间分辨率的荧光光谱显微成像系统,实时测量细胞内线粒体复合物I结合NADH和血红蛋白等分子的飞秒荧光特性﹑变化和分布，研究细胞组织活动过程中生物大分子以及复合物的空间结构与功能的关系；探索细胞体内水分子与生物分子之间相互作用机制，以及生物分子内部能量传递、电荷转移和构型折叠变化的动力学过程。此系统可用于实时灵敏探测细胞组织内生物分子与生化或药物分子的超快相互作用, 为现代生物、医学光子学的发展提供强大的推动力。

中文关键词： 高分辨率荧光显微成像；生物大分子；单光子探测；频率上转换；飞秒激光技术

英文摘要：

英文关键词： High resolution fluorescence microscopic imaging；biomacromolecule；Single photon detection；Frequency upconversion；Femtosecond laser technology