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单分子分析方法

已有 8882 次阅读 2011-6-21 19:55 |系统分类:科研笔记| 单分子检测

单分子分析可以在分子水平上提供不同种类的信息,它可以区别分子的统计和动态性质的差别,可以同步检测出在大量分子中隐藏的少数分子的行为。
1.单分子检测(single molecules detection ,SMD)
单分子检测达到了分子检测灵敏度的极限,能检测非均匀聚集体中的单个分子,并对它们进行识别、分类和定量描述,也可对化学反应的途径进行实时监测,特别是能在生理条件下对生物大分子进行探测并提供分子结构和功能之间的信息。而这些用传统的检测方法是非常困难、甚至无法获得的。SMD可以在固相介质和溶液中采用。在固相介质中,常用低温固相单分子光谱检测技术,它是一种高空间分辨率的光谱检测方法,它能够记录下少量稀释的固体样品的荧光激发光谱。溶液中单分子检测从检测原理常见的有激光诱导荧光和电化学两种方法,其中前者应用较为普遍。
激光诱导荧光(1aser—induced fluorescence,LIF)是目前最灵敏的检测方法之一,可用于单分子的研究。影响激光诱导荧光检测灵敏度的主要因素来自瑞利和拉曼散射。荧光相关光谱(FCS)利用激光共焦技术减少样品照射体积,抑制散射光影响从而实现单分子检测的新方法。该方法是通过测定溶液中微区内(通常<10 L)发光粒子由于布朗运动或化学反应而产生的荧光涨落现象(荧光强度的明暗变化),并对荧光强度随时问变化函数作分析,从而获得粒子的浓度、化学动力学参数等相关信息。
电化学手段:可以确定半反应电势、自由能及反应动力学。溶液中分子在两个电极间进行反复循环氧化还原反应,形成回路和可测量的电流,据此可进行SMD。在某些特殊场合下,通过电极上的电致化学发光也可进行SMD 。在单分子光学检测法中,激光诱导荧光以其灵敏度高的特点成为目前应用最广泛的检测手段。
2.单分子对蛋白质折叠和构象的动力学研究
平衡状态下:可用于大分子平衡状态下伸展模型的研究(三种主要的模型::CI2<chymotrypsin inhibitor 2>、Csp<cold shock protein>和RNAse H<Ribonuclease H>)、蛋白质构象动力学研究(使用单电子的FRET方法)以及用荧光淬灭和ET检测生物大分子动力学
非平衡状态下:在非平衡状态下,蛋白质分子可以增加蛋白质展开的构象,获得更加丰富的信息,使用共聚焦单分子光学系统和微流体技术可以进行研究。
 
单分子分析方法是在化学生物课程上老师提到过的,觉得比较感兴趣,所以查看了一下文献,我参考的是焦作大学刘磊的《单分子分析方法研究的进展》,这篇文章从概念上做了些解释,没有特别深入的探讨,比较适合初学者浏览。


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