全内反射荧光显微术

全内反射荧光显微技术是当今世界上最具前途的新型生物光学显微技术之一，可以用来实现对单个荧光分子的直接探测。它利用全内反射产生的隐失波照明样品，使照明区域限定在样品表面的一薄层范围内，因此具有其它光学成像技术无法比拟的高的信噪比和对比度。近上来，已被生物物理学家们广泛应用于单分子的荧光成像中。本文系统的介绍了全内反射荧光显微技术的原理。国内外的发展和现状及其在生物学上的应用，并对其未来做了展望。     

探索生物大分子活动奥秘的光学手段

将先进的物理学技术，尤其是光学技术应用于分子生物学，进行生物大分子操纵、探测与成像，会给生物学家们带来更强有力的实验武器，文章主要介绍了光钳技术、近场光学技术和视频增强的光学显微术。     

全内反射荧光显微术

全内反射荧光显微技术是当今世界上最具前途的新型生物光学显微技术之一 ,可以用来实现对单个荧光分子的直接探测。它利用全内反射产生的隐失波照明样品 ,使照明区域限定在样品表面的一薄层范围内 ,因此具有其它光学成像技术无法比拟的高的信噪比和对比度。近年来 ,已被生物物理学家们广泛应用于单分子的荧光成像中。本文系统的介绍了全内反射荧光显微技术的原理、国内外的发展和现状及其在生物学上的应用 ,并对其未来做了展望。     

激光单分子探测的实验研究

单分子探测技术是一项超高灵敏度的探测技术，在生物、医学和环境等领域有着广泛的应用。在这里，本文简要介绍了基于激光诱发荧光方法的单分子探测谱仪的原理和装置，以及用ＣＣ５染料分子在该探测谱仪上进行的若干实验研究结果，包括样品流速的影响、能量特性、浓度线性、检测限等方面，并讨论了光漂白现象对实验结果的影响。     

全内反射荧光显微术应用于单分子荧光的纵向成像

利用这种显微术中激发场的纵向强度呈指数衰减的分布特性，测得的荧光强 度将强烈依赖渗透深度（强度衰减到1/e时的距离），从而快速直接的确定单分子荧光 团间的纵向间隔、每个荧光团的纵向绝对位置和荧光团的半径大小，即实现荧光分子三维分 布的重构.在整个重构的过程中，只需要改变一次入射角的大小，即只需探测两幅荧光分子 的全内反射成像. 关键词： 全内反射荧光显微术 纵向重构     

单分子科学进展

综述了新兴边缘学科－－单分子科学的进展。对单分子科学的基本实验技术即扫描探针显微术、荧光技术和光镊技术进行了介绍。结合众多的实例（如：对单原子的直接操纵、直接测量化学键强度、在DNA链上“拔河”、用单个C60分子作放大器等）评述了单分子科学方法在各学科领域的广泛应用,以及单分子科学对它们产生的深远影响。最后对单分子科学的发展前景进行了展望。     

近场光学显微镜下的生物世界

扫描近场光学显微镜由于其超过常规光学显微镜的光学分辨能力及其一些特殊的功能,正在受到生物学家们越来越多的关注。文章介绍了近年来近场光学显微技术在生命科学研究中的应用和进展。     

离焦系统下的单分子三维取向研究

提出了一种新思路来确定单分子的三维取向,在全内反射荧光显微成像的基础上,在显微镜的油镜上加一个水层,水和油的折射率不同造成光程差,产生离焦,利用全内反射产生隐失波激发了单分子的纵向分量,并在探测器前增加了一个分光镜,把光路分成偏振方向相互垂直的两束光,使得探测器上的光场分布包含单分子三维取向的信息。推导了隐失场激发的偶极矩光场在探测器上的光强分布表达式,通过分析偏振方向相互垂直的两束光在探测器上的不同的强度分布,来判断单分子偶极矩的三维取向。     

单分子的光学探测

介绍了三能级结构单分子光子源的工作原理,研究了利用Hanbury-Brown-Twiss探测方法,记录两个单光子计数器响应的单分子光子源输出的每一个事件,分析单事件的光子统计概率P（n,n=0,1,2）与Mandel参数.研究结果表明,当信号背景比SBR＞2.41时,P（2）＜（2-√4-2n^-）^2 /2是判别单分子的充分条件,n^-为每个激发周期内探测到的平均光子数。     

单分子的光学探测

介绍了三能级结构单分子光子源的工作原理,研究了利用Hanbury-Brown-Twiss探测方法,记录两个单光子计数器响应的单分子光子源输出的每一个事件,分析单事件的光子统计概率P(n, n=0,1,2)与Mandel参数.     

全内反射瞬逝场照明高精度磁镊及其在DNA解旋酶研究中的应用

传统磁镊的测量精度受限于磁球的布朗涨落, 当磁力小于约10 pN时, 磁球的布朗涨落明显增大, 对应磁镊的空间分辨率显著下降. 为了提高传统磁镊在小力条件下的测量精度, 本文将全内反射荧光技术引入到磁镊技术中, 并建立相适应的“磁球-手柄-荧光微球-待测生物分子”单分子连接系统, 在小力条件下(小于10 pN)获得纳米量级的测量精度. 应用改进的磁镊对DNA发卡的折叠-去折叠态的转变过程进行了研究, 依据DNA发卡的折叠-去折叠态转变的性质对全内反射场的穿透深度进行了校正, 并结合实验结果对改进后的磁镊的测量精度进行分析. 观察了Bloom解旋酶的解旋动力学过程, 获得初步实验结果, 证实了改进的磁镊在单分子研究中的实用性. 关键词： 磁镊 全内反射荧光 DNA发卡 解旋酶     

Scanning Near-Field Optical Microscopy and Microspectroscopy of Green Fluorescent Protein in Intact Escherichia coli Bacteria

Scanning near-field optical microscopy (SNOM) yields high-resolution topographic and optical information and constitutes an important new technique for visualizing biological systems. By coupling a spectrograph to a near-field microscope, we have been able to perform microspectroscopic measurements with a spatial resolution greatly exceeding that of the conventional optical microscope. Here we present SNOM images of Escherichia coli bacteria expressing a mutant green fluorescent protein (GFP), an important reporter molecule in cell, developmental, and molecular biology. Near-field emission spectra confirm that the fluorescence detected by SNOM arises from bacterially expressed GFP molecules.     

单分子荧光检测在生命科学中的应用

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.