光漂白机理与荧光共振能量转移效率实时测量技术的研究

摘要

该文介绍了作者关于光漂白机理和荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)效率实时测量两个方面的理论和实验研究成果.提出了一种全新的D-O和D-P光漂白(Photobleaching)理论模型.详细分析了单个D-O和D-P光漂白事件的作用方式,并在此基础上分别给出了单光子激发和多光子激发条件下,光漂白速率与荧光基团分子处于激发态的几率或者激发光强度间的定量依赖关系.提出了一种在活体细胞内测量光漂白速率与激发光强度之间依赖关系的方法.该方法对离体样品的实验结果表明:单光子激发时的光漂白速率与激发光强度成线性关系,双光子激发时的光漂白速率与激发光的强度成高次非线性关系,而不是期望的平方关系.研究了单个RhB分子的双光子激发光漂白寿命与激发光强度间的依赖关系.针对供体受体之间浓度比一定的情况,提出了一种双通道实时监测FRET效率的方法.FRET效应的双通道实时监测方法只需一次测量就可以获得FRET效率.提出了一种通过测量供体受体联合发射光谱拟合FRET效率的方法.事实上不需扫描获得整个发射谱,而只需扫描获得供体和受体发射峰值附近的发射光谱即可通过该方法拟合得到FRET效率.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1荧光与荧光探针

1.2荧光显微术

1.3光漂白机理与荧光共振能量转移(FRET)技术的研究进展

1.4选题背景说明及本文的研究内容

2光漂白机理的理论研究

2.1引言

2.2光漂白理论的研究动态

2.3三态电子能级及其粒子布居数分布

2.4荧光强度与激发光强度的定量关系

2.5 D-O和D-P光漂白理论模型

2.6 D-O和D-P光漂白理论的推论

2.7小结

3生物成像水平下光漂白理论的实验验证

3.1引言

3.2离体化学荧光探针的光漂白实验结果与讨论

3.3化学染料在活体细胞内的光漂白实验结果

3.4活体细胞内GFP的光漂白实验结果

3.5 D-P和D-O光漂白理论对其它光漂白实验结果的解释

3.6小结

4单分子条件下光漂白理论的实验验证

4.1引言

4.2单分子测量系统

4.3单分子双光子激发光漂白

4.4 D-P和D-O光漂白理论对其它单分子光漂白实验结果的解释

4.5小结

5FRET效率的双通道实时测量

5.1引言

5.2 FRET效率实时测量的障碍

5.3基于GFPs的钙离子探针Cameleon

5.4 FRET效率的双通道实时测量的原理

5.5 FRET效率双通道实时测量的实验验证

5.6活体细胞内FRET效率的实时测量

5.7激发光谱串扰的消除与CFP和YFP双光子吸收截面之比的测量

5.8根据供体和受体的联合发射谱直接拟合得到FRET效率

5.9小结

6结论

6.1本文研究的主要内容和结论

6.2本文的主要创新

6.3展望

致谢

参考文献

附录1攻读学位期间发表的学术论文目录