超分辨熒光顯微

1、超分辨熒光顯微背景與概念背景與概念01原理02現(xiàn)狀與應(yīng)用現(xiàn)狀與應(yīng)用03科研事跡與感悟科研事跡與感悟04目 錄 / contents1 1 背景與概念背景與概念Eric BetzigStefan W. HellW. E. Moerner白茲格是美國(guó)應(yīng)用物理學(xué)家和發(fā)明家，目前在美國(guó)霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所珍利亞農(nóng)場(chǎng)研究園區(qū)工作赫爾是羅馬尼亞出生的德國(guó)物理學(xué)家，現(xiàn)在擔(dān)任德國(guó)馬克斯普朗克生物物理化學(xué)研究所所長(zhǎng)莫納則是美國(guó)單分子光譜和熒光光譜領(lǐng)域的著名專家，從1998年至今一直在斯坦福大學(xué)擔(dān)任教授在1989年，默納成為世界上首位成功測(cè)量單個(gè)熒光分子光吸收的科學(xué)家。莫納的另一個(gè)貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了像控制電燈泡一樣方便

2、地控制熒光蛋白發(fā)光的方法光光激活激活。2006年，貝齊格發(fā)明的超分辨率顯微鏡叫光激活定位顯微鏡（photoactivated localization microscopy，PALM）1994年，史蒂芬赫爾發(fā)表文章提出“受激發(fā)射減損技術(shù)”在接下來的數(shù)年里，他將自己的設(shè)想逐漸變成現(xiàn)實(shí)：他開發(fā)出了STED顯微鏡。2000年，他證明了自己的技術(shù)方法在實(shí)際工作中是可行的?！矮@獎(jiǎng)?wù)咴诔直媛薀晒怙@獲獎(jiǎng)?wù)咴诔直媛薀晒怙@微技術(shù)領(lǐng)域取得的成就微技術(shù)領(lǐng)域取得的成就使得使得實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)研究分子過程變?yōu)榭裳芯糠肿舆^程變?yōu)榭赡堋Ｄ??！敝Z貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)主席、瑞典隆德大學(xué)的材料化學(xué)家斯文利丁(Sven Lidin) X射線顯

3、微鏡 采用波長(zhǎng)為2nm的X射線作為激發(fā)光源，可達(dá)到30nm的分辨率。但是，低于400nm的光通常會(huì)損傷活細(xì)胞，因此無法應(yīng)用于活細(xì)胞觀測(cè)。 電子顯微鏡德布羅意波長(zhǎng)0.001nm，因而可達(dá)到0.1nm的超高分辨率，但由于生物樣品無法存活于高真空環(huán)境，電子顯微鏡同樣無法應(yīng)用于活細(xì)胞。分辨率很高，但是成像僅限于樣品表面，圖像獲取速度緩慢，實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜昂貴，可能對(duì)生物組織造成損害，無法用于活細(xì)胞。在19世紀(jì)末，恩斯特阿貝（Ernst Abbe）對(duì)光學(xué)顯微鏡的分辨率限制做出了界定，認(rèn)為大約是光波長(zhǎng)的一半，即約為0.2微米。（A），（B）愛里斑；（C）分辨率及瑞利判據(jù)。定義：某些物質(zhì)被一定波長(zhǎng)的光照射時(shí)，會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)射出波長(zhǎng)比入射光長(zhǎng)的光。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高 熒光光譜可以檢測(cè)一些紫外-可 見吸收光譜檢測(cè)不到的過程生物學(xué)中比較重要的天然熒光分子多屬具有共輪雙鍵的系統(tǒng)。如芳香氨基酸、核黃素、維生素A、卟啉、葉綠素、NADH和tRNA中的Y堿基（二氫尿嘧啶）等。對(duì)于含有這些天然熒光物質(zhì)的樣品，可以直接通達(dá)量測(cè)其熒光來確定其存在，分布及數(shù)量。由于天然熒光分子種類有限，在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的實(shí)際中，應(yīng)用得更加廣泛的是熒光探針，即外源熒光技術(shù)。有些熒光探針可以與蛋白質(zhì)上特定的基團(tuán)共價(jià)結(jié)合，例如胺基(amine)和巰基(thiol)就是蛋白質(zhì)中容易結(jié)合的兩種基團(tuán)。另外有一些熒光探針可以和蛋白質(zhì)非共