Bestimmung der hardwarebedingten Leistungsgrenzen eines LS-FLIM-Systems hinsichtlich der Bildaufnahmegeschwindigkeit bei der Fluoreszenzlebenszeitmessung

LS-FLIM (Lichtschicht-Fluoreszenzlebenszeitmikroskopie) ermöglicht eine hochpräzise, dreidimensionale Fluoreszenzlebenszeitbildgebung bei gleichzeitig reduzierter Phototoxizität. Die Aufnahme eines dreidimensionalen Bildstapels erfordert für jedes Einzelbild eine nicht vernachlässigbare Messzeit, da für jedes Bildvoxel eine hinreichende Photonenzahl zur statistisch belastbaren Berechnung der Fluoreszenzlebenszeit erforderlich ist. In diesem Beitrag wird ein standardisierter methodischer Ansatz zur quantitativen Bestimmung der hardwarebedingten Leistungsgrenzen eines bestehenden LS-FLIM-Systems vorgestellt. Dabei werden die Bildaufnahmegeschwindigkeit sowie der Zusammenhang zwischen der Photonenzahl pro Voxel und dem statistischen Fehler der Fluoreszenzlebenszeit analysiert. Der LS-FLIM-Messaufbau wird auf Basis etablierter LSM- und FLIM-Systemkonzepte eindeutig festgelegt und mit einem einheitlichen Messprotokoll betrieben. Als Referenzproben werden Fluoreszenzbeads mit definierter Fluoreszenzlebenszeit eingesetzt. Durch eine gezielte Variation der Photonenzahl pro Voxel wird der statistische Fehler der Fluoreszenzlebenszeit systematisch quantifiziert. Die resultierende Fehler–Photonenzahl-Abhängigkeit ermöglicht die Bestimmung minimaler Messzeiten und bildet eine übertragbare Entscheidungsgrundlage für den Kompromiss zwischen Messgenauigkeit und Bildaufnahmegeschwindigkeit in unterschiedlichen Anwendungsszenarien. Die Untersuchungen erfolgen bei Anregungswellenlängen von 375 nm und 450 nm, um den Einfluss der Anregungswellenlänge auf die Systemleistung zu überprüfen. Die Ergebnisse definieren eine hardwarebasierte Referenz für LS-FLIM-Systeme und bilden die Grundlage für System- und Auswerteoptimierungen sowie interlaboratorische Vergleichsstudien. 12:30-13:15 Mittagspause 22 dizinische Anwendungen T Alexander Brielke