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《單分子熒光檢測在生命科學中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)單分子熒光檢測在生命科學中的應用+曲鵬趙新生’(北京大學化學學院化學生物學系北京100871)摘要文章對單分子熒光檢測在分子馬達、離子通道、信號分子、蛋白折疊、蛋白構象變化動力學、酶活性反應、細胞過程實時觀察等生命科學領域中的應用進行了介紹，這些研究結果表明，單分子熒光檢測在研究生物太分子的括動規(guī)律與機制方面不但有著無法替代的優(yōu)越性，而且有著廣闊的發(fā)展空問．關鍵詞單分子熒光檢測，生命科學，熒光共振能量傳遞．蛋白質，細胞Applicationsofsinglemoleculefluoresce
2、ncedetectioninlifescienceQUPengZHAOXin—Sheng’(Deram,,e呲西ChemwaIBiology。College茸chemlmyandMdm曲砸?乒怕g訊g。pe．“ngUnb哪卸，，B咖1∞871，chi觸)AbstractTheimportantdevelopmentsandapplicationsofsindemoleculefluoresceno*detection(SMFD)arediscussed，coveringapplicationsinm
3、olecularnlotor8，ionchannels，sisnulmolecules，proteinfolding，dynamicsofproteinconformatinnulchangeandenzymereaction，andreal—timeobservationofcellprocesses．TheseresultsillustratetheuniqueadvantagesofSMFDanditsbri西nfutureinlifescienceresearch．Keywordssingl
4、emoleculefluorescencedetection，lifescience，fluorescenceDD$OHam_Ceenergytransfer，pro-rein，cell經(jīng)過二十多年的發(fā)展，單分子檢測為揭示物理學、化學、特別是生命運動的規(guī)律提供了重要的手段，成為人們日益關注的現(xiàn)代科學研究技術．事實上，自上世紀初愛因斯坦解釋布朗運動起，單個分子的行為就引起了科學家們的注意．但直到1959年，單個原子或分子操縱與檢測的概念才由費曼提出，有逸聞說他還為此提供了兩筆IOCO美元的獎金．真正意
5、義上的單分子檢測是在1976年。Neher和Sak-matinLlo成功地檢測到單個離子通道的電信號并開創(chuàng)了膜片鉗技術，從而獲得了1991年的諾貝爾生理和醫(yī)學獎．另一方面，赫施費爾德也在1976年用全內反射光學的方法觀察到標記了80到100個熒光素的單個抗體分子”J，開啟了單分子光學研究的大門．早期的單分子檢測主要集中在低溫條件下，主要原因是在液氦溫度下背底干擾小，并可對單個分子進行長時間觀察，獲得高分辨熒光光譜．1993年，Betzig和Chichester口1率先在室溫下用近場光學手36卷(20
6、07年J11期段觀察到單個分子，為單分子光學檢測進入生物領域奠定了基礎．《物理》曾于2000年發(fā)表過介紹單分子光學檢測的文章”1，本實驗室也曾于1999年和2005年兩次在《大學化學》上撰文對單分子光學檢測予以介紹”一】．到目前為止，單分子光學檢測應用于生命科學的文獻已經(jīng)非常浩繁，本文擬擇要介紹一些單分子熒光檢測方法在生命科學中應用的進展，并不再重復上面談到的三篇文章中已經(jīng)討論過的基礎知識．1單分子熒光檢測技術基于低背景和高信噪比，激光誘導熒光已成為·國家自然科學基金(批準號：20333010，30
7、490172)和國家重點基礎研究發(fā)展計劃(批準號：2006CB910300)資助項目2007—07～02收到t通訊聯(lián)系人．Emil：z．hac日m@pku．e札calhttp：／／www．wu]i．∞．cn·879·萬方數(shù)據(jù)實驗技術單分子光學檢測中最廣泛應用的手段．一般熒光分子激發(fā)態(tài)的壽命在納秒量級，在激光激發(fā)下，分子可以反復吸收、發(fā)射光子，直到發(fā)生各種原因造成的光漂白．在理想情況下，一個穩(wěn)定的分子在光漂白前大約能發(fā)出105一106個熒光光子，利用高數(shù)值孔徑物鏡和高效單光子計數(shù)雪崩光電二極管(APD
8、)，能接收到約5％--10％的熒光光子．這樣，從一個“表現(xiàn)”好的熒光分子上可以收集到5000到50000個光子，這一數(shù)目足以讓人們進行單個分子的探測、光譜辨認和對反應的實時監(jiān)測．對于生物大分子如蛋白質和核酸，可以用熒光分子標記來達到單個分子檢測的目的，常見的熒光分子主要包括有機染料小分子、熒光蛋白、共軛高分子等．近年來，人們還發(fā)展出一些新的熒光物種，如量子點、樹枝狀高分子，小肽片段等．根據(jù)單分子熒光檢測的原理和挺高信噪比的要求，人們發(fā)展出了各種單分子熒光榆測的方法和數(shù)
