作者：崔晓燕 张三军 田阳
时间分辨穆勒矩阵偏振荧光成像分析技术是充分考察光学信号的时间分辨率、空间分辨率、偏振信息量的一类新型分析技术。穆勒矩阵偏振分析具有信息量大、能够在空间尺度上进行定量分析细微结构的特点，而超快时间分辨荧光成像则可以在时间尺度上提供结构动态高分辨率信息，因此，时间分辨穆勒矩阵偏振荧光成像分析技术具有信息量大、时空分辨率高的优势，有望在复杂生命体系及材料结构解析中发挥重要作用。
其中，穆勒矩阵偏振分析是一种通过分析光的偏振状态来获取样品信息的先进技术，在包括生物医学、材料科学和环境监测等许多领域都有广泛的应用。偏振是光波的一个特性，它描述了光振动方向的定向性。穆勒矩阵方法可以将样品对不同偏振状态光的响应表示为一个矩阵，这个矩阵提供了关于样品偏振旋转、偏振分散和偏振吸收等信息，例如我们常用的线性双折射（LB）、线性二色性（LB）、圆双折射（CB）、圆二色性（CD）等。穆勒矩阵偏振技术能够实现成像分析，从而帮助我们深入理解样品结构。
与传统的成像技术相比，穆勒矩阵偏振成像具有诸多优势。首先，它可以提供关于样品更丰富的信息，使得我们能够更全面地理解样品的特性。其次，它具有较高的灵敏度和分辨率，能够检测到样品微小的偏振变化。此外，穆勒矩阵偏振成像还可以应用于各种不同类型的样品，包括生物组织、纳米材料和光学器件等结构复杂的体系。穆勒矩阵偏振成像是一种强大而多功能的技术，它为我们提供了一种全新的方式来观察和理解世界。
超快时间分辨荧光测量技术已经成为光物理和光化学研究的重要手段，被广泛应用于化学、生物、材料科学等领域，用以揭示分子结构、光物理性质、光激发过程等关键信息。飞秒激光的脉冲脉宽可以达到几十飞秒的时间尺度，基于飞秒激光可以实现对样品的超快时间动态过程的监测和分析。泵浦-探测技术广泛应用在超快时间分辨荧光的测量中，在泵浦探测技术中，使用一束泵浦激光来激发样品产生荧光，使用另一束脉冲光作为可移动的“门”来对荧光的动力学变化进行测量，只有落在“门”中的信号才可以被探测到。通过对泵浦激光和探测激光之间的时间延迟进行调节，可以实现对不同时间点上的荧光信号进行监测和分析，从而揭示样品在激发后的动力学变化。飞秒荧光上转换技术和光克尔门技术是两种最常用的飞秒荧光动力学测量手段。
飞秒时间分辨荧光光谱技术作为一种高效、精密的光谱分析方法，对于多个学科领域的研究具有重要意义。在化学领域，可用于研究光物理过程、分子结构和动态过程和机制；在生物领域，可用于研究生物大分子的结构和动态行为，揭示生物大分子的构象变化、光响应过程等重要信息；在材料科学领域，可用于研究半导体、纳米颗粒等材料的光学性质和光激发过程，揭示材料的电子结构、载流子动力学等关键参数，为材料设计和优化提供重要信息。
因此，时间分辨穆勒矩阵偏振荧光成像分析技术能够通过多维信息的融合和综合分析，实现更精确的成像分析，为探究复杂生命体系和生物过程提供重要的分析工具。随着技术的不断发展和应用领域的不断拓展，这项将在科学研究和技术应用中发挥越来越重要的作用。