美国 ISS 荧光粒子计数器Quanta

Quanta专门用于测量单个的荧光粒子。这些粒子是本身可发出荧光的或是用某个合适的荧光团对其标记。不管是哪一种情况，使用的激光波长须与荧光团的激发波长吻合。

Quanta是如何运行的

Quanta系统是专为测量单个荧光粒子而设计的；这些粒子要么是具有本征荧光特性的，要么须用某个合适的荧光团对其标记。不管是哪一种情况，使用的激光波长必须与荧光团的激发波长吻合。

该仪器 (参见布局图) 使用了低功率 (数毫瓦) 的激光作为激发源；激光光束穿过二向色镜并通过一个低放大倍数且长焦距的物镜 (通常来说是5-8mm) 聚焦至样品上。荧光由该物镜收集，并经二向色镜转向传输至光探测器 (光电倍增管)。

激光模块有多个波长可选择，覆盖了375nm至635nm的范围；它们与二向色滤光片结合使用，具体如何正确地组合取决于测量所用荧光团的吸收和发射特性。

在被检验的液体中，激发激光光束与聚焦物镜共同界定了一个圆锥形体积。激发体积的几何尺寸是一个有关物镜放大倍数和焦距的函数。

溶液容器是一个玻璃瓶，通过一个紧密贴合的底座和一个连接到样品台顶部的弹簧施压中心瓶盖并被固定在样品台内。这项技术的一个关键点是样品支架的移动。瓶子被放置在一个旋转支架中；通过离心力，荧光粒子聚集在靠近瓶壁处，便于探测。此外，瓶子的支架可以进行垂直移动。旋转和垂直的位移使得激光光束能够在瓶子的整个体积中探测，以寻找荧光粒子。

每当一个粒子进入激发体积时，它会吸收激发光；荧光会在特征衰减时的时间范围内发射并发出一道信号光。接着会对峰值的数量进行计数，每一个峰值都对应了一个穿过激发体积内的粒子。

模式识别 (PR) 软件会分辨粒子的计数与背景噪音，并重现观测体积中出现的粒子总数。

Quanta的应用

• 蛋白质聚集；
• 纳米颗粒浓度的测定；
• 计量生理液体中病毒、噬菌体及其聚集体的数量；
• 辨认极小数量粒子的存在。
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主要参数

更多技术细节可参看

“Rapid detection of single bacteria in unprocessed blood using Integrated Comprehensive Droplet Digital Detection.” Kang, D.-K., Ali, M.M., Zhang, K., Huang, S.S., Peterson, E., Digman, M.A., Gratton, E. & Zhao, W. Nature Communications, 5(1), 2014, Nov. doi: 10.1038/ncomms6427.

“Dual channel detection of ultra low concentration of bacteria in real time by scanning fluorescence correlation spectroscopy.” Altamore, I., Lanzano, L. & Gratton, E. Measurement Science and Technology, 24(6), p. 065702, 2013, May. doi: 10.1088/0957-0233/24/6/06570