荧光滤光片是一种用于荧光检测系统和生命科学仪器的关键元件,它可以分离和选择物质的激发光与发射荧光的特征波段光谱。荧光滤光片一般包含三片组合,即激发滤光片、发射滤光片和二色镜。
激发滤光片是用于选择特定波长区间的光线来激发样品中的荧光团或荧光蛋白的滤光片,通常为带通滤光片(band-pass filter),即只让某一范围内的波长通过。激发滤光片通常通过中间波长和区间宽度确定,例如490/20表示中心波长为490nm,带宽为20nm。
发射滤光片是用于选择样品中发射出来的荧光信号,并过滤掉其他不想要的背景信号(如环境光、激发源等)的滤光片,通常为带通滤光片或长通滤光片,具体取决于特定的荧光团和成像实验。如果您希望让超过特定波长的光线通过检测器,可选择长通滤光片。发射滤光片也通常通过中间波长和区间宽度确定,例如525/50表示中心波长为525nm,带宽为50nm。
二色镜是用于将激发光和荧光信号分离或合成的镜子,其特点是对一定波长的光几乎完全透过,而对另一些波长的光几乎完全反射。二色镜可以安装在45度或大角度入射时,把光源分离出特定的光谱改变部分光谱光路方向,常用于荧光显微镜、酶标仪、激光器等光学仪器中。二色镜的关键参数是分离波长(cut-off wavelength),即在该波长处透过率和反射率相等,通常为50%。二色镜可以根据分离波长的不同分为短波通二色镜和长波通二色镜。
荧光滤光片的选择主要取决于荧光团或荧光蛋白的激发和发射光谱特性,以及激发源和检测器的性能。一般来说,选择滤光片时应遵循以下原则:
激发滤光片应与荧光团或荧光蛋白的激发峰值重合,并且与激发源有较高的匹配度;
发射滤光片应与荧光团或荧光蛋白的发射峰值重合,并且与检测器有较高的匹配度;
二色镜应能有效地分离激发和发射信号,避免交叠或混叠;
滤光片组合应能提供足够高的信噪比,即最大化所需信号并最小化背景噪声;
如果需要观察多种荧光团或荧光蛋白的多色荧光成像,应选择合适的多色滤光片组,以实现各通道之间的最佳分离和补偿。多色滤光片组可以同时传递或反射多个波段的光,从而提高荧光信号的亮度和对比度。例如,湖南瑞诚光电有限公司的多色激光器优化的滤光片组,可以实现七色荧光成像。
总之,荧光滤光片是一种利用干涉原理来分离和选择特定波段的光谱信号的关键元件,它在荧光检测和生命科学仪器中有着广泛的应用。选择合适的荧光滤光片需要根据荧光团或荧光蛋白的激发和发射光谱特性,以及激发源和检测器的性能。此外,还应注意以下几点:
应妥善保存和使用,避免划伤、污染或损坏镀膜;
应与荧光显微镜或其他仪器的接口匹配,以确保正确安装和对准;
应定期清洁和检查,以消除灰尘或油渍等影响透过率的因素;
不要用眼直接观察激发源,以防止眼睛受到强烈的紫外或可见光的刺激;
荧光滤光片的优缺点:
优点:荧光滤光片可以有效地分离和选择特定波段的荧光信号,提高荧光检测和成像的灵敏度和对比度。荧光滤光片还可以根据不同的荧光染料和激发源进行定制,以实现最佳的匹配和性能。
缺点:荧光滤光片通常需要多层薄膜镀膜技术,制作过程复杂,成本较高。荧光滤光片也受到入射角度、温度、湿度等环境因素的影响,可能导致波长漂移或透过率降低。
应用领域:
荧光滤光片广泛应用于生物医学和生命科学仪器中,主要用于荧光检测和成像,例如PCR分析仪,荧光免疫分析仪,荧光显微镜等。荧光滤光片可以根据不同的荧光染料和激发源进行定制,以实现最佳的匹配和性能。
荧光滤光片也可以用于其他领域,例如天文摄影,用于减小光污染对照片质量的影响;红外识别,用于隔离特定波段的红外信号;无线通信,用于提高信号的稳定性和清晰度等。