1、第9章 单分子荧光分析,单分子检测原理,在凝聚态,一个分子的荧光辐射通常按以下四个步骤循环 发生: .电子基态向电子激发态的跃迁,其速率与激发光功率 成线性关系;
.电子激发态的内弛豫;
.由电子激发态向电子基态的辐射或非辐射跃迁,其速 率与激发态寿命有关;
.电子基态的内弛豫,对于凝聚相中的小分子,振动和转动弛豫发生在皮秒 量级上, 而吸收时间和激发态寿命发生在亚纳秒至纳秒量 级.因而,吸收周期主要由吸收和发射步骤决定. 当一个分子退激回到基态时,分子处于新一轮激发和发 射的状态. 这种一个分子反复激发而发射出大量光子的现 象被称为光子爆发. 在理想情况下,一个分子大约能辐射出105 - 1 。

2、06个荧光光 子. 如罗丹明6G在乙醇溶液中可辐射1.7106个光子,单分子检测原理,在被照射的体积中只有一个分子与激光发生 相互作用;
.确保单分子的信号大于背景干扰信号,对单分子荧光的探测必须满足两个基本要求,如何实现,通过降低体系的浓度(密度)和缩小探测体积可达 到这两点要求. 这里给出一个简单的计算例子: 假设探测体积为1fL(10-15L),分析浓度为0.1nmol/L,则探测区内所含分析物的量为10-25mol,即平均含0.06个分子. 这意味着大部分时刻没有分子在探测区,偶尔一个分子扩散进入探测区,单分子荧光的判断标准,检测到的荧光信号出现的频率或数目必须与分析物 的浓度成线性关 。

【现代光学分析第9章|现代光学分析：第9章 单分子分析】3、系,而信号的强度不变;
.光漂白要么完全发生,要么完全不发生,不存在中间 模式;
.由于分子所处环境的扰动,不同分子的光谱,不同时 间的光谱是变化的;
.信号依赖于激发强度,对单个分子而言会出现饱和;
.检测到的荧光数目不能超过单个分子在一个荧光周 期内所能发射的光子数. .由于分子之间是彼此分离的,荧光信号与时间的关系 应该呈现出反群聚性,单个分子的荧光光漂白,B.单个-DNA/ Ru(phen)2dppx2+ 的荧光的光漂白,A.单个-DNA/ Ru(phen)2dppx2+ 的荧光,A.单个-DNA/Ru(phen)2dppx2+的荧光光漂白;
B.A+巯基乙醇;
C.A+巯基十一酸,单 。

4、个分子的荧光光漂白的抑制,单分子荧光特征,单分子荧光的典型特征是量子跳跃现象,既会形成一 个发射-暗态交替的量子跃迁过程,这一重要特征导致了实 验中观察到的单分子荧光光谱和荧光强度的波动现象,单分子的荧光强度随时间的变化,单分子荧光特征,单分子荧光的另一重要特征是其偏振特性. 单个荧光分子具有其唯一的固有荧光和吸收跃迁偶极矩, 分子只吸收那些偏振方向与其吸收跃迁偶极矩方向一致 的光子,并发出具有一定偏振方向的荧光,单分子检测方法,1.光子爆发检测 2.单分子图象记录 3.单分子光谱测绘 4.荧光相关光谱,光子爆发检测,图 单分子的光子爆发检测 a.样品 b.空白,光子爆发检 测最为简单, 直接 。

5、测定爆 发的光子数,单分子成像,1,2,图 单分子荧光成像图(1)和荧光光谱(2) 荧光成像图上的亮点对应一个分子:光谱A和光谱B分别 来自不同空间位置上的分子A和B,单分子成像可指示分子在图像中的位置和发光强弱,实时 跟踪记录单分子,单分子光谱测绘,单分子光谱随时间的波动,单分子荧光光谱 的形状和强度随时间 而波动,这种波动源自 单分子荧光的典型特 征-量子跳跃现象. 这些固有的涨落包含 着有关单分子和其周 围环境之间丰富的动 态信息,Single-molecule imaging of UvrA and UvrBrecruitment to DNA lesions in living Es 。

6、cherichia coli,a) Example image of a single immobile UvrA-PAmCherry molecule imaged, localized and tracked at 15 ms exposures over five onsecutive frames (top). Example consecutive images showing fast diffusing UvrB-PAmCherry molecule (bottom,b) Imaging of UvrA molecules and Syto-16-stained DNA in t 。

7、he same cells,a,b) Nucleoid Stained with Syto-16,NATURE COMMUNICATIONS | 7:12568,NATURE COMMUNICATIONS | 7:12568,Dwell time assay. Example cells imaged with 1 s exposures, showing an immobile, DNA-bound UvrA molecule and the corresponding intensity. The UvrA molecule dissociates from DNA (left, top) 。

8、, or is photobleached before dissociation (left, bottom,Direct Measurement of Single-Molecule DNA Hybridization Dynamics with Single-Base Resolution,a) Diagram of single-hairpin DNA-decorated SiNW biosensors. b) Electrical measurement setup. c) Real-time current recordings of 500 s measured in a PBS 。

9、 solution at T=208C. Inset shows representative data over a 20 s time interval,Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9036,Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9036,Temperature dependence of hairpin DNA hybridization. The inserts are the amplified 1-s data (yellow,Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9036,a) Stepwis 。

来源：(未知)

【学习资料】网址：/a/2021/0320/0021730924.html

标题：现代光学分析第9章|现代光学分析：第9章 单分子分析