生物单分子光学探测方法的进展

活细胞中单分子的实时显视是单分子生物学的关键技术,本文针对单分子显视的光学方法做了评述。分别描述了共焦荧光显微术、荧光全内反射显微术以及荧光共振能量转移探测的技术细节,分析了这些技术对于单分子探测所具备的优势和不足。并对单分子方法的未来发展给出预测。指出包括原于力在内的各种探测手段的联合使用和创新荧光染料技术是进一步提高分辨率的突破口。而随着高灵敏和低噪音探测器的发展,各种新方法的出现也有可能突破目前荧光染料尺度给予的分辨极限。     

单分子荧光共振能量转移技术

单分子荧光共振能量转移技术（single molecule fluorescence resonance energy transfer,smFRET）通过检测单个分子内的荧光供体及受体间荧光能量转移的效率,来研究分子构象的变化。在单分子探测技术发展之前,大多数的分子实验是探测分子的综合平均效应（ensemble averages）,这一平均效应掩盖了许多特殊的信息。单分子探测可以对体系中的单个分子进行研究,得到某一分子特性的分布状况,也可研究生物分子的动力学反应。介绍了近来单分子荧光共振能量转移技术的进展。     

DNA单分子近场光学成像与荧光探测

介绍了扫描近场光学(SNOM-Scanning Near-Field Optical Microscope)／原子力显微镜（AFM－Atomic Force Microscope)系统（SNO／AM）的工作原理。在AFM模式和SNOM模式下对DNA分子进行成像和荧光探测,得到了清晰的DNA单分子的形貌像和荧光像。由形貌圆像得到的DNA分子尺寸横向为20nm,高度为2nm,其中包含了探针形貌的影响。实验中采Tapping模式的AFM成像,样品经多次搜索扫描无明显损坏。AFM模式的分辨率优于1nm。SNOM模式下DNA分子形貌像和荧光像清晰,由近场荧光分布可以确定分子取向和浓度。用YOYO－1染料对λDNA分子进行染色和荧光探测。通过对DNA分子多个截面进行测量,分析染料 与DNA结合状态。     

生物单分子研究的进展

大多数分子生物学实验都代表一种集体平均的测量,所记录的都是复杂系统中大量分子的行为,随着技术的发展,目前已能够对单分子观察、探测、操纵并研究其动态与构象变化。从单分子研究可得到新的信息,这些信息隐藏在集体测量之中,或已被平均掉。这一领域代表着本世纪结构生物学的一个新方向。     

单分子荧光共振能量转移技术在核糖体移位研究中的进展

核糖体是蛋白质的\"合成工厂\",也是临床上多种抗菌药物的作用靶点,因此,深入理解细菌核糖体的蛋白质翻译机制意义重大.蛋白质翻译是通过多步骤相互协调、多组分精细配合来实现高保真和精确调控.核糖体在mRNA上的移位作为翻译过程中最重要的事件之一,需要核糖体大规模的构象重排以及tRNA2-mRNA沿着核糖体的精确移动.在细菌中,移位是由延伸因子EF-G催化GTP水解来驱动的.近年来,单分子荧光共振能量技术(smFRET)的发展使得人们可以探究单个tRNA分子移位的动力学过程并实时观测核糖体的构象变化.本文首先介绍了smFRET技术的原理及特点,对其在核糖体结构动态及tRNA移位研究中的应用进行了较为系统的总结,并对其应用前景进行了展望.     

单分子免疫成像

在中心法则崩溃后的混乱中，作为一项分析分子功能的技术——单分子成像备受关注。为发挥这项革新技术的威力，日本遗传研究所教授，理化深感空气 研究小组负责人德永万喜洋选择了免疫作为研究的领域，并取得了成果。     

生物过程化学机制的单分子荧光探测

单分子荧光检测越来越广泛地被应用于生命科学领域。这项技术可以对生物过程的化学机制进行定量、仔细的探究,与传统系综实验形成很好的互补。本文简介近几年单分子荧光检测研究的若干典型实例,以此展示这项技术的特点、优势及其可能的应用。它们涉及从简单的生化反应到复杂的蛋白表达调控等重要的生物过程。     

绿色荧光蛋白——照亮生命科学的一盏明灯

绿色荧光蛋白的发现及应用具有划时代的重要意义,它不仅为当代生物学研究提供了极为实用的基本研究手段,并且在此基础上改造发展和发现了一系列荧光蛋白,拓展了应用范围。这使得对微观生物学的研究也可以进入一个时空结合,研究鲜活动态过程的新时代。本文主要回顾总结了绿色荧光蛋白的发现、优化改造及其应用。     

分子成像及其应用

分子成像是近来新出现并迅速发展的一个生物医学领域,用它来显示和测定活体内生物过程在细胞和分子水平上的特征,可为深入揭示生理和病理过程的机制,以及对疾病及其治疗进行实时、动态、细致、无创、靶向性的探测和跟踪提供有效手段。预计在不远的将来,分子成像技术的迅速发展可能会带来临床医疗的重大变革。本文就分子成像及其应用作一综述。     

超分辨显微成像技术在活细胞成像中的应用与发展

超分辨显微成像技术(super-resolution microscopy,SRM)可以绕过光学衍射极限对成像分辨率的限制,让以前观察不到的纳米级结构实现可视化,这一重大研究进展推动了现代生命科学和生物医学研究的进步与发展.细胞是生物体的基本组成单位,对活细胞内部的细微结构和动力学过程进行研究是掌握生命本质必不可少的途...