3-单分子荧光检测在生命科学中的应用.pdf

实验技术 单分子荧光检测在生命科学中的应用! 曲! 鹏! ! 赵新生4 （北京大学化学学院化学生物学系! 北京! ’%%5 ’ ） 摘! 要! ! 文章对单分子荧光检测在分子马达、离子通道、信号分子、蛋白折叠、蛋白构象变化动力学、酶活性反应、 细胞过程实时观察等生命科学领域中的应用进行了介绍- 这些研究结果表明，单分子荧光检测在研究生物大分子的 活动规律与机制方面不但有着无法替代的优越性，而且有着广阔的发展空间- 关键词! ! 单分子荧光检测，生命科学，荧光共振能量传递，蛋白质，细胞 !#$%’$()* (+ *$),#- .(#-%/#- +#/(0-*%-)%- 1-’-%’$() $) #$+- *%$-)%- 67 893:! ! ;= ?03@A(93:4 （!# $%’( )* +,’-.$/ 0-)/)12 ，+)//1 )* +,’-3%2 $(4 5)/.6/$%7(1-(%-(1 ，89-(1 :(-;%3-2 ，0- -(1 ’%%5 ’，+,-($ ） !2*’0%’3 3 B(9 0C*DE)13) F9G9/D*C93)H 13F 1**/021)0D3H DI H03:/9 CD/92./9 I/.DE9H29329 F9)92)0D3 （AJKL ）1E9 F0H2.HH9F ，2DG9E03: 1**/021)0D3H 03 CD/92./1E CD)DEH ，0D3 2(1339/H ，H0:31/ CD/92./9H ，*ED)903 ID/F03: ，FM31C02H DI *ED)903 2D3IDEC1)0D31/ 2(13:9 13F 93NMC9 E912)0D3 ，13F E91/ O )0C9 DPH9EG1)0D3 DI 29// *ED29HH9H- B(9H9 E9H./)H 0//.H)E1)9 )(9 .30Q.9 1FG13)1:9H DI AJKL 13F 0)H PE0:() I.).E9 03 /0I9 H209329 E9H91E2(- 4-56(01*3 3 H03:/9 CD/92./9 I/.DE9H29329 F9)92)0D3 ，/0I9 H209329 ，I/.DE9H29329 E9HD31329 939E:M )E13HI9E ，*ED@ )903 ，29// ! ! 经过二十多年的发展，单分子检测为揭示物理 段观察到单个分子，为单分子光学检测进入生物领 学、化学、特别是生命运动的规律提供了重要的手 域奠定了基础- 《物理》曾于$%%% 年发表过介绍单 段，成为人们日益关注的现代科学研究技术- 事实 ［R ］ 分子光学检测的文章 ，本实验室也曾于’SSS 年和 上，自上世纪初爱因斯坦解释布朗运动起，单个分子 $%%Z 年两次在《大学化学》上撰文对单分子光学检 的行为就引起了科学家们的注意- 但直到’SZS 年， ［Z ，# ］ 测予以介绍 !- 到目前为止，单分子光学检测应用 单个原子或分子操纵与检测的概念才由费曼提出， 于生命科学的文献已经非常浩繁，本文拟择要介绍 有逸闻说他还为此提供了两笔’%%% 美元的奖金- 真 一些单分子荧光检测方法在生命科学中应用的进 正意义上的单分子检测是在 ’S# 年，[9(9E 和A1Y@ 展，并不再重复上面谈到的三篇文章中已经讨论过 C133［’］成功地检测到单个离子通道的电信号并开 的基础知识- 创了膜片钳技术，从而获得了’SS’ 年的诺贝尔生理 和医学奖- 另一方面，赫施费尔德也在