单分子探测技术.

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单分子技术在生物分析中的应用研究

单分子技术在生物分析中的应用研究随着科技的不断发展和人们对生物学研究的要求不断提高，单分子技术逐渐成为了生物学领域中的重要分析手段。本文将介绍单分子技术在生物分析中的应用研究，并分析其优缺点。

一、什么是单分子技术？

单分子技术是一种新型的生物分析技术，该技术的主要特点是可以对单个分子进行检测和分析。相比传统的生物分析技术，单分子技术具有高灵敏度、高分辨率、高准确性、低误差等显著优势。具体来说，单分子技术可通过对单个生物分子的光电信号或电化学信号的监测和记录，实现对不同生物分子的种类、空间位置、反应动力学等信息的准确获取和分析。

二、 1. 单分子荧光技术

荧光标记是常用的生物分子信号标记方式之一。在单分子荧光技术中，通过使用高分辨率显微镜和强度荧光标记技术，可以精确定位、标记和追踪单个生物分子的运动、结构、变化等生物信息。单分子荧光技术的主要优点是允许对分子动力学过程进行实

时地监测，从而揭示分子的基本工作机理。此外，该技术可在体内、体外等不同生物环境中对生物分子进行非侵入性的单分子跟踪和监测。

2. 单分子电化学技术

单分子电化学技术是一种通过测量单个生物分子的电化学信号来获取分子信息的技术。该技术可以实现对分子结构、功能与运动的探测和分析。相较于传统的电化学分析方法，单分子电化学技术具有更高的灵敏度、分辨率和反应动力学信息。同时，该技术的实现需要的实验设备较为简单，使用成本也相对较低。

3. 单分子质谱技术

单分子质谱技术是一种新型的质谱分析技术，可以直接对单个分子进行检测和分析。该技术通过对生物分子的原位质量分析，不仅可以获取分子的质量信息，还可以获得其构象、反应动力学以及结构动力学等信息。单分子质谱技术的应用和发展将对生物化学、药物学等诸多领域的研究起到很大的促进作用。

纳米生物学的基础与技术

纳米生物学是研究生物现象和生物分子在纳米尺度上的行为的学科。这个领域的兴起，发生在纳米技术逐渐应用于生命科学领域，并且掌握了超分辨率成像、单分子探测和高通量分析等技术后。本文将讨论纳米生物学的基础知识和其相关技术。

一、纳米尺度在生命科学中的特殊性质

在纳米尺度下的生物分子，它们组成的体系与同种分子的宏观体系呈现出截然不同的物理、化学和生物学特性。首先，当分子越来越小，它们的表面积尺度越来越大，相互之间的表面作用力将变得越来越重要。其次，纳米尺度下分子与周围的媒介相互作用呈现出全新的特性。最后，纳米材料的形态和晶体结构会对生物分子的行为起至关重要的作用。

基于这些特殊性质，纳米生物学领域涌现出了许多重要的技术和应用。其中一些技术将在下面的小节中讨论。

二、超分辨率成像技术

在整个生命科学领域中，高分辨率成像技术一直都是一个很重要的工具。而在纳米生物学这个领域中，超分辨率成像技术也就更为重要了。尽管分子在数千或百万甚至数十亿的数量级上被研究，但在真正探究它们的性质和功能时，必须对分子进行更高分辨率的成像。

近年来发展起来的许多超分辨率成像技术，如PALM (photoactivated localization microscopy)、STORM (stochastic optical reconstruction microscopy)和dSTORM (direct STORM)等，可以在体外或体内实现分子的超高分辨率成像。这些技术不仅可用于生物体系中，还可应用于纳米颗粒的表征。

单分子定位显微成像技术介绍

单分子定位显微技术（Single Molecule Localization Microscopy，简称SMLM）是一种基于荧光显微技术的高分辨率成像方法，它的原理是通过利用单个荧光分子的闪烁信号来定位样品中的单个分子，从而实现高分辨率成像。SMLM技术可以实现分子级别的可视化，其分辨率可以达到10纳米以下，远高于传统显微技术。由于其高分辨率和高灵敏度，SMLM 技术已经成为生物学、化学、材料科学等多个领域中重要的研究工具。

一、原理

SMLM的原理基于单个荧光标记的瞬时发光特性。当激光或其他光源激发荧光标记时，标记会发射荧光光子。这些光子在相机或光探测器上被捕获，并转化为电子信号。在SMLM 中，通过分析这些光子的时间和空间分布，可以确定每个荧光标记的位置。SMLM的关键在于利用光学显微镜的成像系统将荧光标记限制在光学焦点内，使得每次只有单个标记被激发发光。因此，可以记录每个标记的光子发射时间和位置信息，并将这些信息用于精确定位标记的位置。SMLM技术包括多种方法，其中最常用的是单分子激发的STORM（stochastic optical reconstruction microscopy）和PALM（photoactivated localization microscopy）。

在SMLM过程中，需要解决许多技术挑战，包括背景噪声的影响、荧光标记的失活和漂移等问题。为了解决这些问题，研究者们开发了各种算法和图像处理技术，如滤波、校正和重建方法等。这些技术的应用可以提高SMLM的空间分辨率和信噪比，并为更深入的细胞生物学研究提供了新的工具。

生命科学中的新型探测技术

随着科技的不断进步，人类越来越深入地探索生命科学领域。

新型探测技术成为研究生命科学的重要手段，它们的出现为我们

深入了解生命、发现新的疾病和治疗方法带来了新的希望。本文

主要介绍一些生命科学中的新型探测技术。

一、单分子荧光技术

单分子荧光技术作为一种新型分析技术，被广泛应用于研究细胞、分子、生物和医学等领域。它的特点是可以在单个分子水平

下进行观测和分析，解决了传统分析技术对于分子存在数量和折

射率的限制。单分子荧光技术可以探究分子内部结构和动态行为，如分子交互作用、酶活性、蛋白质功能、DNA复制等，可以为生

命科学研究提供更加详细和全面的数据。

二、拓扑结构分析技术

拓扑结构分析技术是一种新兴的分析技术，它主要利用拓扑学

中的概念，通过拓扑不变量对细胞、生物分子的空间结构进行分析。与传统的结构生物学技术不同，拓扑结构分析技术可以更好

地揭示生物分子间的联系，如蛋白质中相互作用的拓扑结构等，

对于全面理解生命的复杂性具有重要意义。但是，由于拓扑结构

分析技术还很新，需要更多的研究和发展才能在生命科学领域中

得到广泛应用。

三、组学技术

组学技术是指以生物组学为基础的一系列技术，主要包括基因

组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等，它们可以在全基因

组水平下对生物体进行全面监测和分析，为研究疾病、发现新的

疾病预后标志物、识别新的治疗方法和药物开发提供了有力支持。组学技术的重要性在于能够同时挖掘更多的信息，并且可以对多

个维度进行比较和分析，从而更全面地了解生命的本质。

四、光驱动技术

光驱动技术广泛应用于生命科学领域，主要是通过操控生物材

单分子荧光共振能量转移技术

研究生光谱

技术与应用课程

作业

河南大学

单分子荧光共振能量转移技术

学生：郭爱宇

学号：************

学院：物理与电子学院

年级专业：2012级光学工程

课程名称：光谱技术及应用

指导老师：郭立俊教授

单分子荧光共振能量转移技术

摘要：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。

关键词：单分子；荧光共振能量转移；荧光基团

1 引言

光谱技术是研究生物分子最常用的方法之一。在单分子光谱（single molecule spectroscopy, SMS）探测技术发展以前，大多数的实验是探测分子的综合平均效应，得到的是由大量对象组成的一个整体所表现出的平均响应和平均值，这一平均效应掩盖了许多特殊的信息。而单分子探测可对体系中的单个分子进行研究，通过与时间相关过程的探测，能实时了解生物大分子构象变化的信息。2002年美国第46届生物物理年会表明单分子仍是生物物理学目前和今后重点发展的研究领域。主要的技术手段包括生物大分子荧光光谱，单分子荧光能量转移谱、与原子力显微镜结合进行单分子水平的分子间相互作用力的测量，以及可进行单分子操作的激光光钳，高时间分辨率的单分子轨迹追踪等[1]。由此可见，单分子荧光技术具有重要的地位。

基于原子力显微镜的单分子探测技术及其在医学研究中的应用

ａｂｍｉＢＢＡ）现了ＡＦＭ探针的功能化。在此基础上，ｌｕｎ，Ｓ实人
因组和蛋白质组的研究方法为科研工作者提供了有关蛋白质序列、达方式和相互作用的大量数据。尽管这些信息很重表要，它们不足以使科研工作者了解复杂的生命过程。要阐明但生命过程，括各种病理过程的分子机制，需要了解细胞中包还
研究人员开始关注如何直接探测生物分子的结构和功能。基
１１直接连接法早期的直接连接法是利用牛血清（ｏｉｅ．ｂｖｎ
ｓｒｍｌｕｎＢＡ的非特异性物理吸附作用将生物分子连ｅｕａｂｍｉ，Ｓ）接到ＡＭ探针上。ＦｏｉＦｌｒｎ和Ｌｅ此领域做了一些开创性的ｅ在工作。他们利用生物素化的牛血清（ｉｉｙａｅｏｉｅｓｒｍｂｏｎｌｄｂｖｅｕｔｔｎ
（ｈｍｉｒｔｎ将带有硫醇基团的蛋白质、核苷酸和碳水化ｃｅｓｐｉ）ｏｏ寡

单分子光学的原理和应用

单分子光学是一种基于单个分子的光学研究技术，可以研究单个分子的光学性质、结构和动力学行为等，具有极高的分辨率和灵敏度，是现代生物医学科学和材料科学的重要研究方法。本文将介绍单分子光学的基本原理和常见应用。

一、单分子光学的基本原理

单分子光学的基本原理是利用光散射、荧光等光学现象，研究单个分子的光学性质和行为。常见的单分子光学技术包括荧光共振能量转移(FRET)、单分子荧光显微镜(SMFM)、单分子激发态成像(SMEX)等。

(一)荧光共振能量转移

荧光共振能量转移是指在两个相邻的荧光染料分子之间，当一个染料分子荧光激发后，会通过非辐射能量转移的形式将能量传递给另一个染料分子，使其受到激发。这种非辐射能量传递过程叫做荧光共振能量转移。通过测量共振能量转移的效率，可以确定分子之间的距离和相对取向等物理参数。

(二)单分子荧光显微镜

单分子荧光显微镜是一种利用单个荧光分子的发光来研究其所在环境的技术。它通过激发荧光分子产生的发光信号，获得高清晰度的荧光图像。单分子荧光显微镜可以用于研究分子的分布、移动和结构等信息。

(三)单分子激发态成像

单分子激发态成像是一种利用单个分子的激发态产生的光信号来研究分子的位置和结构的技术。它可以通过控制激发光的波长和强度，精确地探测单个分子的位置和分布。

二、单分子光学的应用

单分子光学技术具有极高的灵敏度和分辨率，可以研究单个分子的光学性质和行为，广泛应用于生物医学、材料科学等领域。

(一)生物医学应用

单分子光学技术可以用于研究生物分子的结构、动力学和相互作用等信息。例如，可以通过单分子荧光显微镜研究单个分子的分布、分子相互作用和生物反应等，还可以通过荧光共振能量转移研究分子之间的距离和相对取向，从而了解生物分子之间的相互作用和生物反应机理。

单分子荧光技术在表面化学反应动力学中的应用

单分子荧光技术在表面化学反应动力学中的

应用

在物理化学领域中，表面化学反应动力学是一个重要的研究方向，它关注着化

学反应在固体表面上的动力学行为。近年来，单分子荧光技术作为一种强大的工具，在表面化学反应动力学的研究中展现出了巨大的潜力。本文将探讨单分子荧光技术在表面化学反应动力学中的应用，并阐述其对于反应动力学的深入理解所做出的贡献。

单分子荧光技术基于荧光分子的发射和吸收光谱特性，可以实现对单个分子的

探测与研究。相比传统的光谱技术，单分子荧光技术具有更高的灵敏度和分辨率，在研究微观量子态和分子尺度下的物理过程方面具有独特的优势。在表面化学反应动力学的研究中，单分子荧光技术被广泛应用于以下几个方面。

首先，单分子荧光技术可以用来直接观察反应中的分子吸附和解离过程。通过

标记表面活性剂或反应物分子上的荧光标记物，可以观察到反应物分子在表面上的吸附与解离行为。借助单分子荧光技术可以对反应物分子的吸附解离速率和表面浓度进行实时监测，从而揭示反应过程中的分子动力学信息。这种方法对于反应机理的研究具有重要意义，可以帮助我们了解反应物分子在表面上的吸附行为以及反应中的过渡态结构。

其次，单分子荧光技术可以用来研究表面催化反应的动力学行为。表面催化反

应是一种重要的化学过程，广泛应用于能源转化、环境保护等领域。通过在催化剂表面上引入荧光标记物，可以实时监测催化反应的过程和速率。单分子荧光技术具有高分辨率和高灵敏度的特点，可以准确地探测到催化反应中反应物和产物分子的动力学行为，包括吸附、解离、扩散等过程。这对于优化催化剂的设计和研发具有重要的意义，可以揭示催化反应中的瓶颈步骤，并提供指导性的信息。

单分子荧光成像技术在生命科学中的应用

生命科学是一个极为广阔的领域，研究对象涉及到各种生命体，包括人类、动物、植物等等。而单分子荧光成像技术是一种在生

命科学中应用广泛的技术，它能够将生物分子的运动、相互作用

等复杂过程以高分辨率、高效率地呈现出来，从而提供了大量有

价值的信息。

一、单分子荧光成像技术的原理

1.1 荧光成像的基本原理

荧光成像是利用物质在受到激发后发出荧光的特性，将其成像

的技术。常用的激发源有紫外线、激光等。物质吸收光子后，会

跃迁到激发态，再发出特定波长的荧光。在荧光成像过程中，需

要利用荧光滤镜将荧光信号从背景光等杂波中分离出来，进而形

成图像。

1.2 单分子荧光成像技术的原理

单分子荧光成像技术是一种在荧光成像基础上的新型技术，它

的原理是对单个荧光染料分子的荧光进行检测和分析。通过对样

品中大量的单分子荧光的连续不断的获取和分析，可以获得极高

的空间分辨率和时间分辨率。其基本原理包括：单分子荧光发光

机制、荧光探头与样品的相互作用、单分子荧光探测方法等。

二、单分子荧光成像技术在生命科学中的应用

2.1 生物分子的空间分布与形态研究

利用单分子荧光成像技术，可以在生物分子的自然环境中直接

观测到单个分子的空间位置、运动规律、组装方式等生物学信息，对生物学中的许多问题，如蛋白质复合物的组装、生物膜的动态

过程、细胞器的运动等进行深入研究。

2.2 DNA和RNA的动态调控研究

基因转录和基因表达调控的关键是DNA和RNA的动态调控。

利用单分子荧光成像技术可以实现单个DNA和RNA的直接观测，多个DNA和RNA分子之间的交互作用、结构变化、转录调控过

单分子光谱技术的研究与应用

单分子光谱技术的研究与应用单分子光谱技术是一种独特的分析方法，可以对单个分子进行

分析，通常使用荧光或拉曼光谱来进行分析，可被用于实现单个

分子的探测和跟踪、分子动力学和化学反应的研究等各种应用。

本文将简要介绍单分子光谱技术的研究和应用。

单分子光谱技术的发展历程

自20世纪80年代末90年代初，由盛行于物理学和化学学科领域的单分子探测技术引发的爆发性需求，逐渐将单分子荧光光谱

技术引向物理和生物学的领域。单分子荧光光谱技术发展迅速，

为探测分子之间相互作用、单分子动力学等提供了突破口，成为

研究分子生物物理化学和生物医学等领域的重要手段。此外，发

展中的单分子技术还促进了生物学和纳米科学领域的蓬勃发展和

完善。

单分子荧光光谱技术的基本原理

荧光光谱是通过激发样品内所含化合物的电子从基态到激发态，然后在返回基态时所发射的特定波长表现出的光谱。单分子荧光

光谱技术利用单分子通过荧光实现对分子动态与静态性质的研究。其基本原理在荧光标记单分子的过程和荧光检测单分子的过程中。而荧光标记单分子的方法则主要分为不共价荧光标记和共价荧光

标记两种方式。

1.不共价荧光标记法

不共价荧光标记法是利用荧光染料中由于共振能级的调整而发

生的吸收波长和荧光波长之间的接近，并通过化学结构的调整而

与被检测的生物分子结合。这种方法既简单又常用，可以通过标

记特定的生物分子，如天然荧光染料和含荧光染料的分子。

2.共价荧光标记法

共价荧光标记法则是通过将单分子荧光染料与分子拼接在一起，实现一个分子一个荧光染料来定量检测单个分子。这种方法需要

根据分子结构设计共价连接反应，因此需要进行较复杂的化学合成。但共价增加的稳定性，使得反应参量能进一步定量，从而获

单分子荧光共振能量转移技术赵永芳

用荧光强度 [7] 以及极性的变化 [2] 来检测目标分子的运动及活性情况。当一个分子或两个相互作用的分子上标记两个不同的荧光基团后，一个是在能量转移过程中提供能量，即供体 D (donor) ；另一个接受能量，即受体 A(acceptor)。这样可以运用荧光共振能量转移 (fluorescence resonance energy transfer, FRET) 技术 [3] 来对体系进行研究。因此，比单个荧光基团标记更具有优势，称为单分子荧光共振能量转移 (single molecule fluorescence resonance energy transfer, smFRET) 技术。smFRET 近年来迅猛的发展，在研
图1 smFRET能检测不同的构象
开的，长期以来由于信噪比太低，使 smFRET 技术不能广泛地应用。最近 20 年来，由于在显微技术、荧光染料以及照相技术上突破性的发展，使得 smFRET 得到迅猛的发展。首先，全内反射荧光显微镜 (total internal reflection fluores-cence microscope, TIRFM)[16-17] 以及减少激发体积的显微技术 ( 运用共聚焦或双光子显微镜 )[18-19] 的发展，使背景噪声降到最低，大大提高了信噪比；其次，人们对荧光染料的改进，使得荧光染料的亮度及光学稳定性得到极大的提高；再次，低温电荷耦合器 (charge coupled devices, CCD) 取得突破性的进展，在提高量子效率的同时，还提高时间分辨率，使其达到毫秒级别。显微镜的物镜 ( 高数值孔径 (NA)，高放大率，低像差 ) 及激光技术 ( 高稳定性，多个波长 ) 的发展也推动了 smFRET 的发展。 3.1 用于单分子荧光的染料

单分子荧光共振能量转移技术

研究生光谱

技术与应用课程

作业

河南大学

单分子荧光共振能量转移技术

学生：郭爱宇

学号：************

学院：物理与电子学院

年级专业：2012级光学工程

课程名称：光谱技术及应用

指导老师：郭立俊教授

单分子荧光共振能量转移技术

关键词：单分子；荧光共振能量转移；荧光基团

1 引言

单分子检测技术

图二、三甲胺甲基二茂铁的分子检测
单分子检测技术的应用及展望
应用
单分子荧光检测在化学分析、DNA测序、纳米材料分析、医学诊断、法医分析、单DNA操纵、活细胞分析、分子动力学机理等方面都具有独特的应用价值，对许多学科领域的发展产生了和正在产生着深远的影响。单分子水平上的生物分子研究，揭示了生物大分子的结构和功能，单分子荧光检测尤其在生命科学中具有广阔的应用前景，为生命科学提供了新的研究手段。
受激发射损耗显微镜技术
突破光学衍射极限的办法之一是近场光学显微镜，它是利用探针探测样品表面的隐失场而获得样品表面信息。受激发射损耗（STED)荧光显微术是一种可以突破光学衍射极限的远场光学显微术，是一种有效的光学超分辨方法。通过引入一束损耗光以受激发射的方式来抑制有效荧光的发射， STED可以实现超衍射极限的分辨率。自 1994年被提出以来，STED技术经过各方面的改进与发展，正在变得日益的完善与成熟。同时，STED显微术在生物医学、材料学等领域中的多功能应用也推动了这些领域的快速发展。
消失波激发
在玻璃 -液体 /空气界面的全内反射产生指数衰减的消失场 ,在界面薄层 ( ～ 300 nm)上的分子可被消失波激发。消失波单分子成像的全套装置类似于倒置荧光成像, 唯一不同的是它的激发光束从物镜另一侧直接射向样品。消失波激发视野比较宽 , 但样品厚度非常薄, 与其它方法相比,具有更低的背景信号 ,是一种应用比较广泛的单分子荧光检测方法。

石墨烯的潜在应用领域及其制备方法调研报告

吴敬

中科院上海技术物理研究所

一介绍

石墨烯是以sp2轨道杂化的碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体，如图1所示，其厚度仅为0.335 nm，为目前世界上存在的最薄的材料。石墨烯是构成其他碳质材料的基本单元[1]：翘曲成为零维（0D）的富勒烯（fullerene）、卷成一维（1D）碳纳米管（carbon nanotube）、堆垛成三维（3D）的石墨（graphite）。

图1 石墨烯结构图

在2004年英国Manchester大学的Geim等人发现单层石墨烯以前，严格的二维晶体结构在有限温度下被认为是不可能存在的，因为其在热力学上是不稳定的。2004年，Geim等人用简单的微机械剥离法（micromechanical cleavage）制得了结晶性很好且非常稳定的单原子层厚度的碳膜[2]。这一发现立即震撼了科学界，随后这一新型碳材料成为材料学和物理学领域的研究热点。

在短短的几年中，石墨烯吸引了大量理论和实际应用方面的研究工作，科学界对石墨烯的特性有了较为全面的认识。在不断的实验测试中发现，石墨烯是已知材料中最薄但最结实的[3]，且其中的载流子表现出巨大的迁移率[4]、载流子有限质量为零[5]、在室温下电子自由传输距离可达到数微米而不发生散射[6]。石墨烯能够承载的最大电流密度比铜高六个数量级，且具有高热导性[7]和高机械强度

[3]。另外，石墨烯是研究相对论量子现象的完美平台，因为在石墨烯中电子的传输过程遵循狄拉克方程[5]。此外，通过物理或化学手段可以对石墨烯的电子结构和性能进行有效的调控，实现更为丰富的功能和应用。比如，可以进行化学修饰、化学掺杂、表面官能化、生成衍生物等。

原子力显微镜AFM实验报告

原子力显微镜的应用和进展

摘要：从原子力显微镜诞生以来，由于其在表面观测上的高分辨率以及对表面的要求较低，这项技术被广泛的应用于科研的各个领域，极大的促进了各学科的发展。由于这项技术的重要性，在其诞生之后就一直被改进以满足不同学科不同场合的需求。本文

从具体原子力实验出发概述原子力显微镜的应用以及改进方案。

关键词：原子力显微镜压电微悬臂敲击式AFM 探针功能化

1引言

1996年Binning及其合作者在扫描隧道显微镜的基础上发明了AFM它是利

用原子、分子间的相互作用力（主要范德瓦尔斯力，价键力，表面张力，万有引力，以及静电力和磁力等）来观察物体表面微观形貌的新型实验技术。在这项表面观测技术发明以来已经被各学科所采纳、改进，以适应不同学科不同工作环境的需求。比如在生物及医学研究中要求不能对活体细胞产生太大影响，要求力更

小以免对膜有破坏作用，同时也要求原子力显微镜的扫描更快，更方便以适应更多学科对它的需求，最好能实现更好的自动化，同时最好能应用于不同的环境。但现在而言原子力显微镜对环境的要求还是很高的，所以对原子力显微镜的改进

也是件十分有意义的工作。现在有的一个想法是对原子力显微镜的微悬臂进行改造，用压电微悬臂［4］替代，这样直接利用压电微悬臂收集数据以替代激光放大。另外，将原子力显微镜应用于生物和医学的研究，也提出了对探针进行功能化［5］的要求。

2原子力实验简介

2.1实验原理

AFM探针和测试样品表面原子相互靠近时会产生原子间相互作用力，这种力使连接探针的微悬臂发生形变，而通过激光检测器和反馈系统调整样品在z轴方向的位置，使得探针和样品间的作用力保持恒定，通过测量检测信号对应样品的扫描位置的变化，就可以得到测试样品表面形貌特征。通常原子力显微镜AFM有几种运行模式：在斥力或接触模式中，力的量级为1s IOev/丄（或10’s io^N）；在引力或非接触模式中，范德瓦耳斯力、交换力、静电力或磁力被检测。这些不能提供原子分辨率但可得到表面有关的重要信息。［1］对于原子力显微镜，通用的工作模式有接触（AFM和敲击式（tapping AFM。在敲击模式中，一种恒定的驱使力使探针悬臂以一定的频率振动。当针尖刚接触

第三代测序技术原理及应用

主要技术平台：
• Helico BioScience SMS技术 • Oxford Nanopore Technologies 纳米孔单分子测序技术 • Pacific Bioscience SMRT 技术
打断序列加polyA
Helico BioScience SMS技术
合成检测
与带有荧光标记的 polyT结合
Pacific Bioscience SMRT 技术
第一代、二代、三代测序仪比较
Rhoads A, Au KF. PacBio Sequencing and Its Applications. Genomics, Proteomics & Bioinformatics. 2015;13(5):278-289. doi:10.1016/j.gpb.2015.08.002.
1~16 SMRT cell 150,000 ZMWs /SMRT cell (3.5~7.5)X 104 reads/run 0.5-1Gb per SMRT cell Run 0.5-4h 15X >99% accuracy $695,000
SMRT cell
Sequel (2015年)
1,000,000 ZMWs /SMRT cell SMRT cell 的通量提高 7 倍 1/3体积
ZMW 是一种直径只有几十个纳米的孔，由于其底部上的小孔短于激光的单个波长，导致激光无法直接穿过小孔，而会在小孔处发生光的衍射，形成局部发光的区域，即为荧光信号检测区。

单分子探测技术.

单分子技术在生物分析中的应用研究

纳米生物学的基础与技术

单分子定位显微成像技术介绍

生命科学中的新型探测技术

单分子荧光共振能量转移技术

基于原子力显微镜的单分子探测技术及其在医学研究中的应用

单分子光学的原理和应用

单分子荧光技术在表面化学反应动力学中的应用

单分子荧光成像技术在生命科学中的应用

单分子光谱技术的研究与应用

单分子荧光共振能量转移技术 赵永芳

单分子荧光共振能量转移技术

单分子检测技术

石墨烯的潜在应用领域及其制备方法调研报告

原子力显微镜AFM实验报告

第三代测序技术原理及应用

单分子荧光共振能量转移技术赵永芳