本文關(guān)鍵詞：單分子熒光壽命成像及動力學(xué)測試系統(tǒng)的搭建和調(diào)試

  更多相關(guān)文章： 單分子 熒光壽命成像 TCSPC 共聚焦顯微鏡 動力學(xué)分析

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)問題的研究逐漸從傳統(tǒng)的綜合平均技術(shù)深入到單分子水平,從靜態(tài)現(xiàn)象和結(jié)果觀測到在單分子水平動力學(xué)信息的獲得。單分子檢測(SMD)技術(shù)可以實現(xiàn)對單個分子的行為進行觀察,獲得微觀個體分子的特性、分布狀態(tài)以及運動變化的過程。單分子熒光成像技術(shù)是目前使用較普遍且日趨成熟的一項單分子檢測技術(shù),而基于熒光強度的成像和分析,很容易受到激發(fā)光強度、熒光素濃度、光漂白等因素的影響。最近發(fā)展起來的單分子熒光壽命成像則可以顯著減小這些因素的影響,從而可以獲得更能反應(yīng)熒光生色團所處的微環(huán)境變化以及單分子個體特性的信息,相對于熒光強度成像技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。熒光壽命作為熒光信號的重要參數(shù)已被廣泛用來區(qū)分樣品中的不同熒光團、熒光團的能級結(jié)構(gòu)以及分析熒光團所處微環(huán)境的變化、分子的結(jié)合方式、分子間能量的轉(zhuǎn)移等方面。熒光壽命成像顯微(FLIM)技術(shù)則是通過對樣品微環(huán)境內(nèi)熒光壽命的測量來分析微環(huán)境和微結(jié)構(gòu)的差別,通過逐點計算樣品所發(fā)出的熒光壽命,把熒光壽命作為成像的對比度,實現(xiàn)將熒光壽命測量的時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC)和共聚焦熒光顯微技術(shù)的結(jié)合,獲得具有極高的時間和空間分辨率的分子動力學(xué)分析。本文主要介紹自主設(shè)計的單分子熒光壽命成像及動力學(xué)分析系統(tǒng)的搭建和調(diào)試,實現(xiàn)了具有皮秒時間分辨率和納米級空間分辨率的單分子成像,初步獲得了生物大分子、熒光染料分子、發(fā)光納米粒子等的單分子熒光壽命成像。本論文工作主要分為以下幾個部分內(nèi)容:第一章綜述了單分子檢測的發(fā)展和應(yīng)用,介紹了FLIM技術(shù)及基本實現(xiàn)思路。第二章詳細介紹了本論文中所使用的主要技術(shù)和方法:時間相關(guān)單光子技術(shù)和共聚焦激光掃描顯微術(shù)。第三章介紹了單分子FLIM及動力學(xué)分析測試系統(tǒng)的搭建。我們自行設(shè)計并搭建了基于共聚焦顯微術(shù)的單分子熒光壽命成像及動力學(xué)分析系統(tǒng)。采用時間相關(guān)單光子計數(shù)法來記錄熒光壽命,使其能夠得出每個分子的熒光壽命數(shù)據(jù),而且能夠?qū)崿F(xiàn)單分子FCS和單分子FRET等功能,該系統(tǒng)的時間分辨率可以達到幾十皮秒。論文詳細的介紹了系統(tǒng)的搭建、實驗技術(shù)和方法、光路的設(shè)計和校準、儀器的調(diào)試及應(yīng)用。第四章說明了系統(tǒng)的調(diào)試過程與功能擴展:系統(tǒng)搭建之后,針對實驗過程中遇到的問題,對影響壽命成像質(zhì)量的因素進行了優(yōu)化和調(diào)整,優(yōu)化后的系統(tǒng)可以實現(xiàn)單分子水平的熒光壽命成像(FLIM)、熒光能量轉(zhuǎn)移(FRET)分析、熒光相關(guān)光譜(FCS、FLCS)分析、熒光互相關(guān)光譜(FCCS、FLCCS)分析、反聚束效應(yīng)(Anti-bunching)分析等功能。本論文通過自行搭建熒光壽命成像系統(tǒng),結(jié)合時間相關(guān)單光子技術(shù)(TCSPC)和共聚焦技術(shù)實現(xiàn)熒光壽命成像(FLIM)。詳細介紹了該系統(tǒng)的搭建思路、技術(shù)和方法,通過不斷調(diào)試和優(yōu)化,實現(xiàn)了本系統(tǒng)的主要功能。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH74

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本文編號：1159804