[實用新型]單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320300971.9
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN203287316U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦培武
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大貓單分子儀器研發(fā)有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 胡思棉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域，尤其是指生物醫(yī)藥領(lǐng)域用單分子熒光顯微鏡。

背景技術(shù)

單分子科學(xué)作為一門新興邊緣學(xué)科，給生命科學(xué)領(lǐng)域研究帶來了蓬勃生機，使人們能更深刻地了解復(fù)雜的微觀生命過程。單分子熒光技術(shù)在生物及化學(xué)領(lǐng)域取得了驚人的發(fā)展，讓實時監(jiān)測單個生物分子或分子復(fù)合物變得可行，大大擴展了對生物大分子復(fù)雜的動力學(xué)過程的表征能力。在單分子技術(shù)出現(xiàn)之前，分子生物學(xué)實驗結(jié)果往往只代表測量時間內(nèi)大量分子的平均行為，而生物體系一般是不均一的體系。因此，監(jiān)測單個分子的行為具有重要的意義。當(dāng)單個熒光基團?(fluorescence?fluorophore)?標(biāo)記到目標(biāo)分子后，它能在多方面去探測目標(biāo)分子。首先，通過熒光成像技術(shù)可以了解目標(biāo)分子在細胞內(nèi)的空間分布，也可以應(yīng)用熒光強度以及極性的變化來檢測目標(biāo)分子的運動及活性情況。當(dāng)一個分子或兩個相互作用的分子上標(biāo)記兩個不同的熒光基團后，一個是在能量轉(zhuǎn)移過程中提供能量，即供體?D?(donor)?；另一個接受能量，即受體?A(acceptor)。這樣可以運用熒光共振能量轉(zhuǎn)移?(fluorescence?resonance?energytransfer,?FRET)?技術(shù)來對體系進行研究。因此，比單個熒光基團標(biāo)記更具有優(yōu)勢，稱為單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移?(single?molecule?fluorescence?resonance?energy?transfer,smFRET)?技術(shù)。單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)近年來迅猛的發(fā)展，在研究蛋白質(zhì)折疊和構(gòu)象變化、RNA?折疊和催化?、膜融合蛋白和肌動蛋白的運動，以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面相當(dāng)有效。熒光供體及受體之間的?FRET?可以用來測量兩個光基團之間的距離。單個生物分子的構(gòu)象變化就能通過單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)進行實時監(jiān)測。FRET?技術(shù)的優(yōu)點在于其用熒光強度的比值，而不是熒光的強度，這樣實驗的結(jié)果不會受儀器本身的噪聲影響而強烈波動。

傳統(tǒng)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)同時對成千上萬億的分子同時采集熒光信號，這樣傳統(tǒng)方法觀察到的只是分子行為的平均值。我們無法用傳統(tǒng)方法辨別分子反應(yīng)或分子間相互作用的中間狀態(tài)，這些中間狀態(tài)往往是少量并且短暫的，而且這些狀態(tài)對理解分子行為或反應(yīng)機理是至關(guān)重要的，因此傳統(tǒng)方法是無法深入對分子機理進行研究的。單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移可以對單個分子進行追蹤，這樣我們可以探索單分子的動態(tài)信息，捕捉分子動態(tài)的中間態(tài)。為了監(jiān)測單分子動態(tài)的中間態(tài)，實現(xiàn)熒光激發(fā)及捕捉分子動態(tài)的中間態(tài)的用于單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移的檢測儀器也就需實現(xiàn)上述之監(jiān)測觀察捕捉功能。

現(xiàn)有技術(shù)不能對單個分子進行數(shù)據(jù)采集，熒光讀數(shù)的噪音較大，分子行為的個異性無法識別。單分子技術(shù)可以用來在單分子水平上闡釋分子機理，如病毒入侵細胞的過程，馬達蛋白在細胞微管和纖維分子軌道上的運動機理，核糖體等超大分子復(fù)合體的組裝與功能。以核糖體為例，傳統(tǒng)的方法如X-射線衍射不能給出分子動態(tài)信息，液態(tài)核磁共振無法研究分子量超過50千道爾頓的分子，傳統(tǒng)熒光共振能量轉(zhuǎn)移又無法給出動態(tài)信息，因此單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移是目前為止最好的研究生物及納米超大分子的手段。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測儀，其可以捕捉進行了熒光標(biāo)記的單分子的分子動態(tài)信息，并以成像方式展現(xiàn)出分子動態(tài)變化信息。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移檢測儀，其特征在于包括激光激發(fā)光路、全反射光路及熒光信號采集光路；所述激光激發(fā)光路包括激發(fā)至少兩種顏色的激光；所述全反射光路接收來自所述激光激發(fā)光路的激光并將其全反射至樣品上激發(fā)所述樣品上的供體熒光信號和受體熒光信號；所述熒光信號采集光路采集樣品發(fā)出的所述供體熒光信號和受體熒光信號并予以成像。

所述激光激發(fā)光路包括至少激發(fā)兩種顏色的兩束平行激光的激光器，所述兩束平行激光分別依次經(jīng)過第一濾光鏡和第一分光鏡后經(jīng)過機械開關(guān)，于第二分光鏡處合并為一束激光，所述合并后激光經(jīng)過光圈后反射進入所述全反射光路。