用于監(jiān)測快速光激活過程的微型吸收光譜儀的研制.pdf

1、近年發(fā)展的幾種超分辨顯微成像技術(shù)突破了光學(xué)衍射造成的分辨率極限，為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域微觀世界的研究提供了新的利器。在這些超分辨成像技術(shù)中，單分子定位成像法以其同時具備大視場、高靈敏度和樣品長時間穩(wěn)定性的特點(diǎn)受到了高度重視。然而這類方法十分依賴于其所用探針的光激活特性。例如，其重要發(fā)展方向之一的快速光激活定位成像的蛋白需要具有高激活速率的特性。而為量化這些特性參數(shù)而發(fā)展的光激活過程監(jiān)測系統(tǒng)會對成像蛋白的評價與篩選提供了條件。為了實(shí)現(xiàn)對快速光激活

2、過程的監(jiān)測，本工作目的即為研制一個滿足需求的小型化吸收光譜測量系統(tǒng)。
　　為了實(shí)現(xiàn)這一目的，對目前常用光致亮熒光蛋白的特性進(jìn)行了歸納總結(jié)。系統(tǒng)在波長、準(zhǔn)確性、時間分辨率等方面的需求指標(biāo)被加以分析。進(jìn)而根據(jù)分析的結(jié)果對系統(tǒng)的核心器件進(jìn)行了選型，并設(shè)計構(gòu)建了一個基于微型光纖光譜儀的吸收譜測量系統(tǒng)。在對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，利用Dronpa作為代表對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)際的檢驗。該系統(tǒng)能夠以10 ms的時間分辨率，3.8 nm的波長分辨率在44

3、0-600 nm的波長探測區(qū)間內(nèi)對快速光激活過程中蛋白吸收譜的時域變化進(jìn)行測量，并達(dá)到2.89×10-3的精確度。而根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對相應(yīng)特性參數(shù)的量化分析得到了與采用熒光法和吸收譜法的前人工作均可比較的結(jié)論，證明了系統(tǒng)對快速光激活過程監(jiān)測的能力。
　　而與基于熒光的監(jiān)測方法相比，其測量結(jié)果不易受實(shí)驗設(shè)置的影響，系統(tǒng)也更為簡單穩(wěn)定。相比于同樣基于吸收的其他監(jiān)測法，該系統(tǒng)有著優(yōu)異的測量時間分辨率，及光纖化的緊湊設(shè)計，節(jié)省了大量的實(shí)驗室空