论文题目: 单分子荧光成像检测及其应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 分析化学
作者: 盖宏伟
导师: 林炳承,马银法
关键词: 单分子检测,流体测速,相互作用
文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 单分子检测可以归属于分析化学领域的前沿技术之一,它不但实现了某种意义上可称之为最高灵敏度的分子检测,而且有可能实时监测反应途径和追踪大分子在执行生理功能时的结构变化,因此有望发现在其他常规实验中难以发现的实验现象。单分子荧光成像是实现单分子检测的手段之一。本论文主要针对单分子荧光成像检测的实现及其在溶液体系中的应用开展研究。主要包括:自行搭建了一套激光诱导荧光单分子成像装置,分别完成了多染料标记的单个λDNA分子在普通宽场和隐失场中的荧光成像及单个染料─罗丹明6G分子在隐失场中的荧光成像。建立了多染料标记分子和单染料标记分子的单分子荧光成像方法。这两种对象被分别应用到流体力学测速研究和分子相互作用研究中。在考察了微通道中静压力驱动样品的可行性之后,建立了在单分子水平上同时测量微通道中主体流速和近壁流速的方法。以175nm荧光颗粒和λDNA分子为对象在一次实验中同时测定了微通道中主体流速和近壁约300nm处的流速。主体流速和近壁流速测定的实验结果符合经典流体力学计算公式。观察到了微球与通道壁面的碰撞和微球进出隐失场时的速度变化。以单个异硫氰酸荧光素(FITC)标记的系列寡核苷酸分子和单个2-氨基吖啶酮(2-AMAC)标记的系列多糖分子为对象,观察分子个数和分子量的关系,发现了隐失场中检测到的分子个数随分子量的增大而减少。因相互作用而结合的分子复合物的分子量大于相互作用前的分子分子量,隐失场中检测到的分子复合物的分子个数应小于分子反应物的分子个数。据此提出了一种无需分离而鉴定分子相互作用的新方法。以肝素和G-CSF的相互作用验证了这一方法的可靠性。
论文目录:
摘 要
Abstract
导论（文献综述）
第一章 单分子荧光检测进展
1.1 引言
1.2 单分子荧光检测的基本原理和物理量
1.2.1 荧光发射原理
1.2.2 背景噪音的降低
1.2.3 检测物理量
1.2.3.1 荧光光谱
1.2.3.2 荧光寿命
1.2.3.3 爆发尺度
1.2.3.4 荧光各向异性
1.2.3.5 电泳淌度
1.3 单分子荧光检测的基本过程
1.3.1 单分子标记策略
1.3.2 单分子荧光检测方法
1.3.2.1 非共聚焦检测
1.3.2.2 远场共聚焦显微镜检测
1.3.2.3 近场扫描显微术
1.3.2.4 宽场荧光显微术
1.3.3 单分子判定原则
1.4 单分子荧光检测的应用
1.4.1 溶液体系中的应用
1.4.1.1 单分子检测在分离分析研究中的用
1.4.1.2 单分子检测在分子生物物理学研究中的应用
1.4.1.3 单分子检测在流体力学研究中的应用
1.4.2 细胞体系中的应用
1.5 本论文涉及的单分子成像检测及应用研究概述
参考文献
第一篇 单分子荧光成像检测
第二章 多染料标记单个λDNA 分子在微通道中的荧光成像
2.1 引言
2.2 实验部分
2.1.1 化学试剂
2.1.2 微流控芯片及实验装置
2.3 结果与讨论
2.3.1 单个λDNA 分子检测的实现
2.3.2 激光功率和曝光时间对单分子成像质量的影响
2.3.3 DNA 迁移速度的计算
2.4 本章小结
参考文献
第三章 单个染料罗丹明6G分子在隐失场中的荧光成像
3.1 引言
3.2 仪器设备
3.3 单个R6G分子的荧光成像结果
3.4 本章小结
参考文献
第二篇 单分子荧光成像检测在溶液体系中的应用研究
第四章 单个λDNA 分子成像在同时测量微通道中主体流速和近壁流速中的应用
4.1 微通道中静压力驱动样品的可行性研究
4.1.1 引言
4.1.2 实验部分
4.1.2.1 化学试剂
4.1.2.2 微流控芯片及仪器
4.1.2.3 细胞的预处理
4.1.2.4 实验过程
4.1.2.5 荧光成像
4.1.3 结果与讨论
4.1.3.1 静压力上样无抑制电压取样的进样方法
4.1.3.2 静压力上样门控式取样的进样方法
4.1.3.3 静压力、电动力联用在细胞进样中的应用
4.2 单分子水平上同时测量微通道中静压力驱动的主体流速和近壁流速
4.2.1 引言
4.2.2 实验部分
4.2.2.1 实验材料
4.2.2.2 微通道制造
4.2.2.3 仪器设备
4.2.2.4 实验步骤
4.2.3 结果与讨论
4.2.3.1 普通宽场和隐失场激发下微球速度的测量
4.2.3.2 微球与通道壁面的碰撞
4.2.3.3 不同激发模式下单个λDNA 分子的流速测量
4.3 本章小结
参考文献
第五章 单染料标记的单分子成像检测在分子相互作用研究中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验材料
5.2.2 壳寡糖和肝素的标记
5.2.3 仪器设备
5.3 结果与讨论
5.3.1 隐失场中单分子个数与分子量的关系
5.3.2 单分子水平上的相互作用
5.4 本章小结
参考文献
论文总结
作者简介
论文发表情况
致谢
发布时间: 2007-03-13
参考文献
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