熒光及其熒光單分子跟蹤技術(shù)

《熒光及其熒光單分子跟蹤技術(shù)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、熒光及其熒光單分子跟蹤技術(shù)2011.11鄢志丹熒光什么是熒光；分子熒光的主要特性有那些；熒光顯微技術(shù)熒光顯微鏡；探測傳感器；熒光顯微技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；熒光單分子檢測技術(shù)單分子檢測意義；熒光單分子檢測特點(diǎn)、應(yīng)用范圍和關(guān)鍵技術(shù)；一種高精度快速的熒光單分子跟蹤算法圖像去噪；位置估計；偽點(diǎn)剔除；精細(xì)定位；軌跡生成；特性評價；真空設(shè)備；總結(jié)及思考題主要內(nèi)容:思考題思考題1、什么是熒光？它有哪些主要特點(diǎn)？2、熒光如何從激發(fā)光中分離出來，它有那么主要的探測器件？3、單分子檢測的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？4、單分子跟蹤算法分為幾個重要步驟？5、IDGM（圖像去噪高斯掩膜）與2DDGF（二維直接高斯擬合）算法相

2、比，有什么優(yōu)勢？6、熒光顯微技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)與真空分子生長（蒸發(fā)）技術(shù)的耦合？熒光熒光（1852年，英國科學(xué)家Stokes)：1/5：熒光（Fluorescence）光致發(fā)光：某些分子受外界可見光或紫外線激發(fā)而出射光子的現(xiàn)象；熒光和磷光：激發(fā)態(tài)電子排布和光子發(fā)射路徑不同；熒光發(fā)射過程：吸收、內(nèi)轉(zhuǎn)移、振動馳豫、熒光發(fā)射磷光發(fā)射：系間竄越分子熒光發(fā)射能量圖光致發(fā)光分子熒光特性：1/5：熒光（Fluorescence）量子跳躍特性：發(fā)射——暗態(tài)交替的量子跳躍過程；在實(shí)驗(yàn)中可觀察到單分子熒光強(qiáng)度和熒光光譜的漲落；熒光偏振特性：單個熒光分子因其具有唯一的固有熒光和吸收躍遷偶極矩，因而只吸收那些偏

3、振方向與其吸收躍遷偶極矩方向一致的光子，并發(fā)出具有一定偏振方向的熒光；Stokes平移能量間隙Stokes平移：發(fā)射光譜和激發(fā)光譜；熒光發(fā)射光譜較之激發(fā)光譜會產(chǎn)生紅移；分子熒光特性：1/5：熒光（Fluorescence）熒光飽和和熒光淬滅：熒光飽和：當(dāng)激發(fā)光強(qiáng)增加到一定程度后，若持續(xù)增加激發(fā)光強(qiáng)，發(fā)射的熒光強(qiáng)度不但不增加，反而會減小。熒光淬滅：熒光分子在與某些物質(zhì)作用下，出現(xiàn)發(fā)射熒光減弱甚至消退的現(xiàn)象。真空中的p-6P分子連續(xù)熒光光譜p-6P分子熒光光譜淬滅熒光低溫特性：在低溫環(huán)境下，由于分子的轉(zhuǎn)動能、振動能及其多普勒效應(yīng)大大減少，其熒光量子產(chǎn)量和熒光強(qiáng)度增大，熒光壽命增加，熒光

4、發(fā)射光譜半峰全寬（FWHM）變窄。不同溫度下的p-6P分子熒光光譜熒光顯微技術(shù)熒光顯微鏡家族：種類繁多，包括落射式熒光顯微鏡、全內(nèi)反射式熒光顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、駐波熒光顯微鏡、受激發(fā)射損耗熒光顯微鏡等；激發(fā)樣品方式不同，但熒光分離原理近似；基本原理：利用熒光濾鏡組出射一定波長的激發(fā)光激發(fā)樣品以產(chǎn)生熒光（比激發(fā)光波長長），該熒光被物鏡采集后，再次經(jīng)由熒光濾鏡組消除不是熒光波長的其他光，最終使熒光到達(dá)光學(xué)傳感器。落射式熒光顯微鏡2/5：熒光顯微技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）特點(diǎn)：高靈敏度、高分子選擇性、高信噪比；熒光濾鏡組：把微弱的熒光從激發(fā)光中分離出來。

5、2/5：熒光顯微技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）結(jié)構(gòu)圖光譜圖激發(fā)濾鏡的帶通波長范圍必須是分色濾鏡和發(fā)射濾鏡的阻礙波長范圍，而發(fā)射濾鏡的通過波長范圍在分色濾鏡的通過波長范圍之內(nèi)；熒光濾鏡組的選擇要針對所觀測分子，須明確其激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜特征。探測傳感器：2/5：熒光顯微技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）光譜探測：光譜儀（Spectrometer）工作原理光譜儀通常由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成，可將成分復(fù)雜的入射光分解為不同頻率-光強(qiáng)的光譜線；單色、多色之分。實(shí)物圖光強(qiáng)探測：光電倍增管(PhotomultiplierTube,PMT)實(shí)物圖PMT由

6、光電發(fā)射陰極、聚焦電極、電子倍增極及電子收集極（陽極）等組成，它是具有極高靈敏度和超快時間響應(yīng)的光探測器件。圖像探測：電荷耦合元件（ChargeCoupledDevice,CCD）工作原理CCD能將光學(xué)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，具有低噪聲、高靈敏度等特性；黑白、彩色；數(shù)字、模擬之分。實(shí)物圖熒光顯微技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域：2/5：熒光顯微技術(shù)（FluorescenceMicroscopy）熒光顯微技術(shù)生物細(xì)胞觀察細(xì)胞的形態(tài)和數(shù)量鼠腦羊肺材料物理觀測分子分子生長過程并六聯(lián)苯納米纖維生長生物化學(xué)觀察化學(xué)反應(yīng)過程發(fā)出綠色熒光的老鼠藥學(xué)醫(yī)學(xué)確定樣品成分石油地質(zhì)等烴類成分和含量、及在巖石中的存在方式等油質(zhì)瀝青

7、發(fā)黃、白、綠、藍(lán)等色熒光，為石油組分中的烴類化合物；膠質(zhì)瀝青以橙色熒光為主，為含氧、氮、硫的烴類；瀝青質(zhì)發(fā)褐色熒光，為不溶于石油醚的膠質(zhì)瀝青、非烴及瀝青質(zhì)。熒光單分子檢測技術(shù)3/5：熒光單分子檢測技術(shù)（FluorescenceSingleMoleculeDetection）為什么要進(jìn)行單分子檢測：研究意義1.排除平均效應(yīng)，得到大量的個體信息2.單分子的特征對局部場的存在非常敏感，可以反映局部微觀環(huán)境的信息3.能夠揭示隨時間變化的分子特性有可能觀察到未知領(lǐng)域中的新效應(yīng)，