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       我们所使用的单分子技术基于两种显微模式:宽场显微镜和共聚焦显微镜。众所周知,单个荧光分子可以被宽场照明激发,发出的荧光经过物镜汇聚后可以被科研级电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)检测和识别。我们自行编写了算法对收集到的荧光信号在二维平面的投影进行分析、识别和追踪,这就是经典的单分子荧光追踪技术。在此基础上,我们通过自行搭建和改装光学仪器设备,发展了基于宽场显微镜的单分子新技术,具体如下:

  1. 引入了基于取向液晶的相位掩模(phase mask),使之实现在三维空间的成像与追踪;
  2. 当一个荧光分子(又称为供体分子)的荧光光谱与另一个荧光分子(又称为受体分子) 的激发光谱相重叠时, 供体荧光分子的激发能诱发受体分子发出荧光,同时供体荧光分子自身的荧光强度衰减,这就是福斯特共振能量转移效应(FRET)。因此我们通过对激发荧光信号按照波长分通道采集,可以同时获得不同分子的激发强度,并通过计算得到单个分子的FRET信号随着时间的演变趋势。
  3. 将上述三维成像与FRET技术连用,我们可以实时的观测高分子在稳态剪切场流动过程中的构象演变,我们称这个技术为"高分子流变构象观测仪"。相关中国、美国专利正在申请当中。
  4. 我们课题组配置了4路激光耦合装置,可以实现基于基于单分子成像和定位的超分辨技术。例如我们通过自行编写程序,可以实现由哈佛大学庄小威教授提出的随机光学重建技术(STORM)和直接单点定位随机重构(dSTORM),由科罗拉多大学Daniel Schwartz教授提出的轨迹聚集技术(MAPT)。另外我们不断学习超分辨荧光显示领域的最新进展,结合我们自行编写的程序,理论上可以实现任何基于宽场显微镜的超分辨显示技术。