DE10239028B4 - Process for the identification of naturally occurring or synthetically produced melanin types - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Identifizierung von natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Melaninsorten, insbesondere von Eumelanin und Pheomelanin, umfassend die Verfahrensschritte Anregung des die Melaninsorten aufweisenden Materials mit Laserimpulsen im fs-Bereich mittels Absorption von Photonen und spektral aufgelöste Detektion des von der entnommenen oder synthetisch hergestellten Materialprobe emittierten Fluoreszenzlichts, wobei das von den in der Materialprobe vorhandenen Melaninsorten emittierte Fluoreszenzlicht gleichzeitig zur spektralen Detektion auch zeitlich aufgelöst detektiert wird und anschließend aus der spektralen Verteilung der Fluoreszenz und aus der Fluoreszenz-Abklingfunktion die in der untersuchten Materialprobe vorhandenen Melaninsorten bestimmt werden und wobei in der zu untersuchenden Materialprobe die Fluoreszenz sowohl mittels Ein-Photonen-Absorption als auch mittels stufenweiser Zwei-Photonen-Absorption erzeugt, die Ergebnisse verglichen und die Melaninsorten bestimmt werden.A method for identifying naturally occurring or synthetically produced types of melanin, in particular eumelanin and pheomelanin, comprising the steps of stimulating the material containing the melanin types with laser pulses in the fs range by means of absorption of photons and spectrally resolved detection of the fluorescent light emitted by the taken or synthetically produced material sample , wherein the fluorescent light emitted by the melanin types present in the material sample is also detected in a temporally resolved manner for the spectral detection and then the melanin types present in the material sample examined are determined from the spectral distribution of the fluorescence and from the fluorescence decay function, and in the one to be examined Material sample generated the fluorescence both by means of one-photon absorption and by means of gradual two-photon absorption, the results compared and the melanins locations are determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung von natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Melaninsorten.The invention relates to a method to identify naturally occurring or synthetically produced types of melanin.
Es ist bekannt, Fluoreszenzuntersuchungen beispielsweise in den Biowissenschaften und in der Hydrologie und Hydrogeologie zur Identifizierung eines bestimmten Stoffes auszunutzen, da die Fähigkeit des Stoffes, nach einer Lichteinstrahlung Licht zu emittieren, stoffspezifisch ist, d.h. jeder Stoff andere Energiebeträge aussendet.It is known to do fluorescence studies, for example in the life sciences and in hydrology and hydrogeology to identify a specific substance, because the ability of the substance to emit light after exposure to light, substance-specific is, i.e. each substance emits different amounts of energy.
So ist zum Beispiel in J. Invest.
Dermatol. 116/4 (April 2001) pp. 629-630 beschrieben, dass das Fluoreszenzspektrum
des Melanins in malignen Melanomen bei stufenweiser Zweiphotonen-Anregung
charakteristische Veränderungen
gegenüber gesunder
Haut zeigt. Die spektrale Verteilung der Fluoreszenz im gesunden
Hautgewebe hat bei 800 nm-Anregung ein Maximum im Bereich um 500
nm und fällt
ins Langwellige stark ab, hingegen ist die Fluoreszenz des malignen
Melanom-Gewebes gerade im langwelligen Bereich intensiver. Das Emissionsmaximum
liegt bei etwa 575 nm und die Intensität nimmt bis hin zu 700 nm nur
wenig ab. Dieses Verhalten ist in
Zwar ermöglicht dieses Verfahren die Feststellung einer eingetretenen Veränderung des untersuchten Materials, jedoch ist eine weitergehende Analyse, z. B. die eindeutige Bestimmung verschiedener Melaninsorten, die für die Veränderung verantwortlich sein können, nicht möglich. Das generelle Problem bei der Charakterisierung von Melaninsorten besteht darin, dass die genaue Struktur unbekannt ist, z. B. da sich Melanine nicht kristallisieren lassen und somit keine Kristall-Röntgenstrukturanalyse möglich ist. Es sind nur bestimmte Teil-Strukturblöcke bekannt.Although this method enables Detection of a change in the examined material, however, a more extensive analysis, e.g. B. the clear determination different types of melanin that are responsible for the change can, not possible. The general problem when characterizing melanin varieties is that the exact structure is unknown, e.g. B. there melanins cannot be crystallized and therefore no crystal X-ray structure analysis possible is. Only certain partial structural blocks are known.
Die in
Ein ähnliches Verfahren ist in
Neben der bekannten Ein-Photonen-Absorption
ist in
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Identifizierung von Melaninsorten, insbesondere Eumelanin und Pheomelanin, anzugeben. Unter Melaninsorten werden natürlich vorkommende bzw. auf verschiedene Weise synthetisch hergestellte Melanine verstanden. Diese synthetisch hergestellten Melanine sollen auch als identisch mit natürlich vorkommenden Melaninen oder als davon abweichend charkterisiert werden können.The object of the invention is now a method of identifying melanin varieties, in particular Eumelanin and Pheomelanin to specify. Among types of melanin Naturally occurring or synthetically produced in various ways Melanine understood. These synthetically produced melanins are said to also as identical to natural occurring melanins or characterized as different can be.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The task is accomplished through a process according to claim 1 solved.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Fluoreszenz-Lebensdauer verschiedener Melaninsorten unterschiedlich ist. Das Fluoreszenz-Abklingverhalten ist zwar für die Melaninsorten sehr komplex (dreifach exponentiell), aber die Fluoreszenz beispielsweise des Pheomelanins klingt deutlich schneller ab als die von Eumelanin. Damit wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Identifizierung von Melaninsorten neben der bekannten Veränderung des Fluoreszenz-Spektrums auch die bisher unbekannte Tatsache der unterschiedlichen Fluoreszenz-Lebensdauern verschiedener Melaninsorten ausgenutzt, was eine selektive, sicherere und eindeutigere Identifizierung spezieller Melaninsorten ermöglicht. Die sowohl mittels Ein-Photonen-Absorption als auch mittels stufenweiser Zwei-Photonen-Absorption erzeugten Fluoreszenzspektren der Eumelaninsorten sMela, eMela, nMela sind gegeneinander verschoben, die Fluoreszenzspektren für das Pheomelanin überlagern sich in beiden Anregungsfällen jedoch annähernd. Damit kann beispielsweise eine bessere Aussage bezüglich der „Reinheit" des Pheomelanins in der untersuchten Materialprobe gemacht oder dieses Ergebnis für eine quantitative Analyse der Bestandteile Pheomelanin / Eumelanin genutzt werden.It has been shown that the fluorescence lifetime is different Melanin types are different. The fluorescence decay behavior is for the melanin varieties very complex (triple exponential), but the Fluorescence from pheomelanin, for example, sounds much faster than that of Eumelanin. So that in the inventive method to identify melanin types in addition to the known change of the fluorescence spectrum also the previously unknown fact of different fluorescence lifetimes different types of melanin, which is a selective, safer and enables clearer identification of special melanin types. Both by means of one-photon absorption and by means of stepwise Two-photon absorption generated fluorescence spectra of the eumelanin sMela, eMela, nMela are shifted against each other, the fluorescence spectra for the Layer pheomelanin themselves in both suggestions however approximately. This allows, for example, a better statement regarding the "purity" of the pheomelanin in made of the examined material sample or this result for a quantitative Analysis of the components pheomelanin / eumelanin can be used.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird zusätzlich auch die räumliche Verteilung der Fluoreszenz in der untersuchten Materialprobe bestimmt.In a further development of the procedure will be additional also the spatial Distribution of fluorescence in the material sample examined was determined.
Ferner wird ein Histogramm der Photonendichte des emittierten Fluoreszenzlichts über der Wellenlänge und der Zeit innerhalb des Fluoreszenz-Abklingens und der untersuchten Materialprobe erstellt.It also shows a histogram of the photon density of the emitted fluorescent light over the wavelength and the time within the fluorescence decay and the examined Material sample created.
Eine andere Weiterbildung sieht sieht vor, dass für jedes einzelne Photon des emittierten Fluoreszenzlichts die Wellenlänge und die Zeit innerhalb des Fluoreszenz-Abklingens und der Ort innerhalb der untersuchten Materialflächen bestimmt werden und der entstehende Datenstrom on-line oder off-line analysiert wird. Damit kann eine flächenmäßige Verteilung unterschiedlicher Melaninsorten ermittelt werden.Another further development provides that for each individual photon of the emitted fluorescent light, the wavelength and the time within the fluorescence decay and the location within of the examined material areas are determined and the resulting data stream is analyzed on-line or off-line. A surface distribution of different types of melanin can thus be determined.
Das Verfahren kann auch zur Ermittlung von malignem Melanom-Gewebe in entnommener Haut eingesetzt werden. Weist die Haut eine maligne Entartung auf, so haben sich die Bestandteile des Pigments Melanin geändert. Es kann also festgestellt werden, ob in der zu untersuchenden Materialprobe neben Eumelanin auch Pheomelanin vorhanden ist, und in welchem Verhältnis diese Substanz auch in Abhängigkeit vom Ortvorliegen.The procedure can also be used to determine of malignant melanoma tissue can be used in removed skin. If the skin has a malignant degeneration, then the components have of the pigment melanin changed. It can thus be determined whether in the material sample to be examined next to Eumelanin also contains pheomelanin, and in what proportion this Substance also dependent from the location.
Das Verfahren wird in der Folge anhand der Zeichnungen näher beschrieben.The procedure is explained below the drawings closer described.
Dabei zeigenShow
Das Verfahren wird im Folgenden am
Beispiel der Eigenfluoreszenz des Melanins in der menschlichen Haut
beschrieben. Hierbei werden die im entnommenen Hautgewebe enthaltenen
Melaninsorten beispielsweise durch schrittweise Absorption von zwei
Photonen bei Bestrahlung mit Impulsen im fs-Bereich im Spektralbereich
um 800 nm angeregt. Diesem Anregungsverfahren liegt das spezifische spektrale
Absorptionsverhalten des Melanins zugrunde, worüber im Zusammenhang mit einem
Fluorophor für
die Multi-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie, insbesondere Melanin
als einem Fluorophor für
die Zwei-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie, in
Aus den Messergebnissen, die in den
Als Detektionsverfahren zur kombinierten spektral-zeitlichen
Untersuchung kann beispielsweise das Verfahren der zeitkorrelierten
Einzelphotonenzählung
(beschrieben in
Selbstverständlich kann das Verfahren in Abhängigkeit von der gewünschten Aussage vereinfacht werden. So kann auf das Scan-Verfahren verzichtet werden. Die Aufzeichnung des Fluoreszenzspektrums kann auf wenige (bis herab zu zwei) Spektralkanäle reduziert werden.Of course, the procedure in dependence of the desired Statement can be simplified. So the scanning process can be dispensed with become. The fluorescence spectrum can be recorded on a few (down to two) spectral channels be reduced.
Die Auswertung der gewonnenen Messdaten kann auf zwei unterschiedlichen Wegen erfolgen. Entweder wird ein Histogramm der Photonendichte über der Wellenlänge, der Zeit und der gescanten Fläche erzeugt, hierbei entsteht ein Datensatz, der für jeden Punkt der untersuchten Fläche für jeden Spektralkanal eine volle Fluoreszenz-Abklingfunktion erhält, oder es wird für jedes einzelne detektierte Photon die Zeit innerhalb der Laserimpuls-Folge, der Spektralkanal und der Ort bestimmt. Der dargestellte erste Weg liefert einen komprimierten Datensatz, der alle Informationen für eine spätere Auswertung enthält; der zweite Weg liefert zwar sehr große Datenmengen, dafür kann aber eine Entscheidung über den Zustand der Materialprobe online im Datenstrom getroffen werden.The evaluation of the measurement data obtained can be done in two different ways. Either one Histogram of the photon density over the wavelength, the time and the scanned area generates a data record that is created for each point of the examined area for each spectral channel get a full fluorescence decay function, or it will be for each single detected photon the time within the laser pulse sequence, the spectral channel and location are determined. The first way shown provides a compressed data set that contains all information for later evaluation contains; the second way delivers very large amounts of data, but it can a decision about the State of the material sample can be taken online in the data stream.
In den
In der
Ein Laser L erzeugt eine hochfrequente Folge von fs-Impulsen im nahen Infrarot. Das Licht des Lasers L wird über einen dichroitischen Spiegel S auf zwei Scan-Spiegel Sx, Sy geführt, die den Strahl in x- und y-Richtung ablenken. Die Drehachse der Scan-Spiegel Sx, Sy wird auf ein Objektiv O abgebildet, das den Laser L auf das Messobjekt M fokussiert. Durch die Bewegung der beiden Scan-Spiegel SX, Sy wird auf dem Messobjekt M ein rechteckiges Feld abgescant. Eine zwischen dem Laser L und dem dichroitischen Spiegel S angeordnete Linse Li weitet den Strahl auf, sodass die effektive numerische Apertur der Abbildung in das Messobjekt M vergrößert und damit das Beugungsscheibchen im Fokus verkleinert wird. Um das Messobjekt M in der Fokalebene des Objektivs O zu halten und zu fixieren, wird es zweckmäßigerweise an die Rückseite einer Glasplatte GP gedrückt. Die im Fokus des Lasers L angeregte Fluoreszenz des Melanins wird durch das Objektiv O gesammelt und geht zurück über die Scan-Einheit SE und durch den dichroitischen Spiegel S. Hinter dem dichroitischen Spiegel S entsteht ein ortsfester Fokus, der in den Eingangsspalt eines Polychromators P geführt wird. Das Licht vom Polychromator P wird auf einen mehrkanaligen Photomultiplier PMT geführt. Registriert nun ein Kanal des Photomultipliers PMT ein Photon, so entsteht am betreffenden Ausgang ein Impuls von einigen ns Dauer. Die Impulse der Kanäle des Photomultipliers PMT werden einem Router R zugeführt. Dieser fasst die Impulse aller Eingangsleitungen in ein einziges Signal zusammen und erzeugt ausserdem ein digitales Signal, das angibt, in welchem Kanal ein Impuls aufgetreten ist. Dieses Signal wird als Wellenlängen-Information benutzt.A laser L generates a high-frequency sequence of fs pulses in the near infrared. The light from the laser L is guided via a dichroic mirror S to two scan mirrors S x , S y , which deflect the beam in the x and y directions. The axis of rotation of the scan mirrors S x , S y is imaged on an objective O, which focuses the laser L on the measurement object M. A rectangular field is scanned on the measurement object M by the movement of the two scan mirrors S X , S y . A lens Li arranged between the laser L and the dichroic mirror S widens the beam, so that the effective numerical aperture of the image in the measurement object M is enlarged and thus the diffraction disk is reduced in focus. In order to hold and fix the measurement object M in the focal plane of the objective O, it is expediently pressed onto the back of a glass plate GP. The fluorescence of the melanin excited in the focus of the laser L is collected by the objective O and goes back via the scanning unit SE and through the dichroic mirror S. Behind the dichroic mirror S there is a fixed focus which leads into the input slit of a polychromator P. becomes. The light from the polychromator P is directed to a multi-channel photomultiplier PMT. If a channel of the photomultiplier PMT registers a photon, a pulse of a few ns duration is generated at the relevant output. The pulses of the channels of the photomultiplier PMT are fed to a router R. This combines the pulses of all input lines into a single signal and also generates a digital signal that indicates in which channel a pulse has occurred. This signal is used as wavelength information.
Die zusammengeführten Impulse werden von einem Constant Fraction Discriminator CFD1 empfangen. Ein weiterer CFD2 empfängt Referenz-Impulse vom Laser L. Eine Schaltung zur Zeitmessung (entweder ein Time-to-Amplitude Converter, TAC, mit nachgeschaltetem Ananlog-Digital-Wandler, ADC, oder ein Time-to-Digital-Converter-Schaltkreis, TDC) bestimmt die Zeitdifferenz zwischen den Photonen-Impulsen und den Referenzimpulsen vom Laser L. Die erzeugte Information ist die Zeit t des jeweiligen Photons innerhalb der Fluoreszenz-Abklingfunktion.The combined pulses are received by a constant fraction discriminator CFD 1 . Another CFD 2 receives reference pulses from the laser L. A circuit for time measurement (either a time-to-amplitude converter, TAC, with a subsequent analog-to-digital converter, ADC, or a time-to-digital converter circuit, TDC) determines the time difference between the photon pulses and the reference pulses from the laser L. The information generated is the time t of the respective photon within the fluorescence decay function.
Die Scan-Einheit SE zur Ablenkung des Laserstrahls liefert mehrere Synchronisationssignale, d.h. einen Impuls beim Übergang auf das nächste Pixel, einen Impuls beim Anfang jeder neuen Zeile und einen Impuls am Anfang eines neuen Bildes. Eine X-Y-Schaltung XY, bestehend aus einer Kombination mehrere Zähler, erzeugt daraus die aktuelle x-y-Position innerhalb der gescannten Fläche. Die x-y-Information kann auch direkt von der Scan-Einheit SE erzeugt werden, in diesem Falle entfällt die X-Y-Schaltung XY.The scanning unit SE for distraction of the laser beam delivers several synchronization signals, i.e. one Transition impulse to the next Pixels, a pulse at the beginning of each new line and a pulse at the beginning of a new picture. An X-Y circuit XY consisting of a combination of several counters, generates the current x-y position within the scanned Area. The x-y information can also be generated directly by the scan unit SE are omitted in this case the X-Y circuit XY.
In der Variante mit Histogramm-Bildung werden die Größen x, y, t und λ zur Adressierung eines Speichers SP benutzt. Der Wert des adressierten Speicherplatzes wird bei jedem Photon um eine Einheit erhöht, sodass im Speicher SP die Photonendichte über x, y, t und λ aufgebaut wird.In the variant with histogram formation the sizes x, y, t and λ for Addressing a memory SP used. The value of the addressed storage space is increased by one unit for each photon, so that the Photon density over x, y, t and λ built becomes.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei jedem Photon die Größen x, y, t und λ in den Speicher SP einzutragen. Der Speicher SP wird dann als FIFO- (First-In-First-Out) Speicher konfiguriert. Er dient zur Pufferung der unregelmäßig eingehenden Photonendaten. Der Speicher SP wird kontinuierlich gelesen, sodass ein Datenstrom mit der Information der einzelnen Photonen entsteht.Another option is at the sizes x, y, t and λ in enter the memory SP. The memory SP is then called a FIFO (first in first out) Storage configured. It is used to buffer the irregularly incoming photon data. The memory SP is read continuously, so that a data stream with the information of the individual photons.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann je nach Anwendung variiert werden.The described embodiment can be varied depending on the application.
So kann die gesamte Scan-Anordnung SE einschließlich des X-Y-Komplexes XY weggelassen werden. Man erhält dann eine Einzelpunkt-Messung der Intensität über t und λ.So the entire scan arrangement SE including of the X-Y complex XY can be omitted. A single point measurement is then obtained Intensity over t and λ.
Wird eine hochempfindlichen Messung von Zweiphotonen-Fluoreszenz-Bildern in den verschiedenen Wellenlängen-Bereichen gewünscht, so kann die Zeitmessung weggelassen werden.Becomes a highly sensitive measurement of two-photon fluorescence images in the different wavelength ranges desired so the time measurement can be omitted.
Eine weitere Variante ergibt sich, wenn der Detektor durch einen einkanaligen Photomultiplier PMT ersetzt wird, wobei dann der Routen R weggelassen wird. Das Ergebnis sind Fluoreszenz-Bilder für verschiedene Zeiten nach dem Laserimpuls bzw. ein Array von Bildpunkten, die jeweils eine volle Fluoreszenz-Abklingfunktion enthalten.Another variant results if the detector is replaced by a single-channel photomultiplier PMT the route R is then omitted. The result is Fluorescence images for different times after the laser pulse or an array of pixels, which each contain a full fluorescence decay function.
Zur Erhöhung des Datendurchsatzes kann der gesamte Elektronik-Teil (Router, CFDs, Zeitmessung, Speicher) mehrfach ausgeführt werden.To increase the data throughput, the entire electronics part (router, CFDs, time measurement, memory) several times accomplished become.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifizierung von Melaninsorten weist zusammenfassend die folgenden Vorteile auf:
- – Das Verfahren gestattet eine eindeutige Identifizierung ausschließlich unterschiedlicher Melaninsorten.
- – Die Messdaten des Verfahrens liegen in Form von Bildern vor. Bei medizinische Anwendungen finden Bilder eine weitaus höhere Akzeptanz als Einzelpunkt-Messungen.
- – Jedes vom Detektor empfangene Photon wird verarbeitet, wodurch eine maximale Empfindlichkeit realisiert wird.
- – Durch die hohe Empfindlichkeit in Verbindung mit einer hohen Laser-Repetitionsrate wird mit relativ geringer Impulsenergie gearbeitet. Verglichen mit niedrig repetierenden Lasern hat das Verfahren deshalb einen größeren Sicherheitsabstand zu der Intensitätsschwelle, an der gefährliche Effekte, wie Drei- und Vier-Photonenprozesse oder sogar Plasma-Erzeugung, auftreten.
- – Die Zwei-Photonen-Anregung findet während des erfindungsgemäßen Verfahrens in nennenswertem Umfang nur im Fokus statt. Das erlaubt die Aufnahme von Schnittbildern in verschiedenen Tiefen der untersuchten Materialprobe.
- – Die Zeitauflösung wird nur von der Laufzeitstreuung in Detektor bestimmt. Diese ist gewöhnlich etwa 10 mal kleiner als die Impulsbreite der Photonenimpulse. Die Auflösung ist deshalb 10 mal besser als beim Einsatz des gleichen Detektors im Analog-Betrieb.
- – Durch Variation der Scan-Parameter kann die Anzahl der Bildpunkte beliebig verändert werden. Gleichzeitig kann die Auflösung der Zeitmessung verändert werden, indem Zeitkanäle zusammengefasst werden. Auch benachbarte Wellenlängen-Kanäle können beliebig zusammengefasst werden. Dadurch sind sowohl hochaufgelöste Bilder mit moderater Zeitauflösung als auch zeitliche Präzisionsmessungen einer geringeren Anzahl von Bildpunkten möglich.
- – Durch die Aufzeichnung des vollen x-y-t-λ-Datensatzes können die Fluoreszenz-Komponenten unterschiedlicher Fluorophore anhand ihrer unterschiedlichen Spektren und Abklingzeiten gut getrennt werden.
- - The method allows a clear identification of only different types of melanin.
- - The measurement data of the method are available in the form of images. In medical applications, images are much more accepted than single-point measurements.
- - Every photon received by the detector is processed, whereby a maximum sensitivity is realized.
- - Due to the high sensitivity in connection with a high laser repetition rate, relatively low pulse energy is used. Compared to low repeating lasers, the method therefore has a greater safety margin from the intensity threshold at which dangerous effects such as three and four photon processes or even plasma generation occur.
- - The two-photon excitation takes place only to a significant extent during the process according to the invention. This allows the recording of sectional images at different depths of the examined material sample.
- - The time resolution is only determined by the runtime spread in the detector. This is usually about 10 times smaller than the pulse width of the photon pulses. The resolution is therefore 10 times better than when using the same detector in analog operation.
- - The number of pixels can be changed as desired by varying the scan parameters. At the same time, the resolution of the time measurement can be changed by combining time channels. Adjacent wavelength channels can also be combined as required. This enables high-resolution images with moderate time resolution as well as temporal precision measurements of a smaller number of pixels.
- - By recording the full xyt-λ data set, the fluorescence components of different fluorophores can be separated well on the basis of their different spectra and decay times.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009005953A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Universität Tübingen | Method and system for characterizing a sample by means of imaging fluorescence microscopy |
DE102012100098A1 (en) | 2012-01-06 | 2013-07-11 | Becker & Hickl Gmbh | Method for recording temporal changes in fluorescence decay function along line in spatial sample, involves determining distance along line for photons, and times within laser-pulse period and of any event within/outside sample |
DE102017007376A1 (en) | 2017-07-20 | 2019-01-24 | Becker & Hickl Gmbh | Method and device for recording optical quantum events |
DE102018002435B4 (en) | 2018-03-23 | 2020-07-23 | Becker & Hickl Gmbh | Arrangement for time-correlated single photon counting with a high count rate |
DE102019000066B4 (en) * | 2019-01-09 | 2020-10-08 | Becker & Hickl Gmbh | Process for the visualization of fluorescence lifetime imaging data |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005020202A1 (en) | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Picoquant Gmbh | High resolution optical microscopy |
DE102006029809B3 (en) | 2006-06-28 | 2007-11-08 | Ltb Lasertechnik Berlin Gmbh | Melanin detecting method, involves facilitating fluorescence-excitation of melanin by photon absorption, and detecting melanin from emitted spectral fluorescence response by evaluation of number of emitted photons |
GB0707199D0 (en) * | 2007-04-13 | 2007-05-23 | Univ St Andrews | Nash Matthews |
WO2016201254A1 (en) | 2015-06-10 | 2016-12-15 | Saudi Arabian Oil Company | Characterizing crude oil using laser induced ultraviolet fluorescence spectroscopy |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD282518A5 (en) * | 1990-09-12 | Method for multi-dimensional time-resolved measurement of light signals by photon counting | ||
DE4339784A1 (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Wolfgang Dr Ing Becker | Time-correlated photon counting system |
DE4339787A1 (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Wolfgang Dr Ing Becker | Light signal measuring system using time-correlated photon counting |
US5419323A (en) * | 1988-12-21 | 1995-05-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for laser induced fluorescence of tissue |
DE19939706A1 (en) * | 1999-08-18 | 2001-03-22 | Forschungsverbund Berlin Ev | Fluorogen for multiphoton laser scanning microscopy, has energy levels whose energy gaps are equidistant to each other approximately, to allow single photon transition between consecutive levels |
US6272376B1 (en) * | 1999-01-22 | 2001-08-07 | Cedars-Sinai Medical Center | Time-resolved, laser-induced fluorescence for the characterization of organic material |
-
2002
- 2002-08-21 DE DE10239028A patent/DE10239028B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD282518A5 (en) * | 1990-09-12 | Method for multi-dimensional time-resolved measurement of light signals by photon counting | ||
US5419323A (en) * | 1988-12-21 | 1995-05-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for laser induced fluorescence of tissue |
DE4339784A1 (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Wolfgang Dr Ing Becker | Time-correlated photon counting system |
DE4339787A1 (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Wolfgang Dr Ing Becker | Light signal measuring system using time-correlated photon counting |
US6272376B1 (en) * | 1999-01-22 | 2001-08-07 | Cedars-Sinai Medical Center | Time-resolved, laser-induced fluorescence for the characterization of organic material |
DE19939706A1 (en) * | 1999-08-18 | 2001-03-22 | Forschungsverbund Berlin Ev | Fluorogen for multiphoton laser scanning microscopy, has energy levels whose energy gaps are equidistant to each other approximately, to allow single photon transition between consecutive levels |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Journal for Investigative Dermatology, Vol. 116, No. 4 (2001) S. 629-630 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009005953A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Universität Tübingen | Method and system for characterizing a sample by means of imaging fluorescence microscopy |
DE102012100098A1 (en) | 2012-01-06 | 2013-07-11 | Becker & Hickl Gmbh | Method for recording temporal changes in fluorescence decay function along line in spatial sample, involves determining distance along line for photons, and times within laser-pulse period and of any event within/outside sample |
DE102012100098B4 (en) | 2012-01-06 | 2021-09-16 | Becker & Hickl Gmbh | Method for recording temporal changes in the time function of an optical signal with spatial resolution along a line in space |
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