YOMEDIA
Phổ tương quan huỳnh quang
Chia sẻ: Hưng Trần
| Ngày:
| Loại File: PDF
| Số trang:30
65
lượt xem
8
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Phổ tương quan huỳnh quang được biên soạn với các nội dung: Lịch sử phát triển, tổng quan, nguyên lý cơ bản, một số phương pháp. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Phổ tương quan huỳnh quang
- PHỔ TƯƠNG QUAN HUỲNH QUANG
Trình bày: T N Hưng
- Nội dung
Lịch sử phát triển
Tổng quan
Nguyên lý cơ bản
Một số phương pháp
- Lịch sử phát triển
FCS lần đầu tiên (1972) được nhóm tác giả Magde, Elson và Webb
áp dụng để đo sự khuếch tán và quá trình phản ứng hóa học của
tương tác thuốc và DNA. Kỹ thuật này ngay sau đó được ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, ban đầu các phép đo đều gặp
phải khó khăn do tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu thấp.
Bắt đầu từ năm 1993, có nhiều kỹ thuật đo lường được phát triển
để làm tăng tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu, và có khả năng nhạy với
từng phân tử (đáng chú ý là việc sử dụng kính hiển vi đồng tiêu
(confocal microscopy) và kính hiển vi kích thích hai photon (two-
photon excitation microscopy)). Chính những cải tiến cách mạng
này, FCS đã được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên khắp thế
giới cho tới ngày nay.
- Tổng quan
Khác với các kỹ thuật huỳnh quang khác, FCS không quan tâm tới
cường độ phát xạ mà tập trung phân tích sự nhiễu loạn cường độ.
Những nhiễu loạn ngẫu nhiên của các tham số vật lý vi mô đã gây
ra nhiễu loạn cường độ phát xạ huỳnh quang. Phân tích hàm tự
tương quan theo thời gian của tín hiệu cho phép định lượng được
sự nhiễu loạn và từ đó xác định được các tham số động học của
hệ.
Được ứng dụng rộng rãi để phân tích động học của hệ vi mô trong
hóa học, vật lý và sinh học. Ví dụ: nghiên cứu các quá trình sinh
học, các protein được hợp nhất với các phân tử phát huỳnh
quang, hoặc gắn vào các hạt màu (Rhodamine-6G,
Fluoresceine…), hoặc chấm lượng tử.
- Nguyên lý cơ bản
- Khuếch tán
Khuếch tán là hiện tượng các phân tử
hoặc nguyên tử chuyển động từ vùng
có mật độ cao tới vùng có mật độ
thấp hơn. Quỹ đạo chuyển động của
hạt khuếch tán là ngẫu nhiên.
Hệ số khuếch tán D mô tả khả năng
khuếch tán của hạt trong môi trường.
Hệ số khuếch tán càng lớn, các hạt
chuyển động càng nhanh.
Phương trình Stokes – Einstein:
𝑘𝐵 𝑇
𝐷=
6𝜋. 𝜂. 𝑅ℎ
Rh là bán kính thủy động học, nó bằng bán kính hạt cầu tương đương có hệ số
khuếch tán bằng hạt đang xem xét. Vì độ nhớt cũng là hàm của nhiệt độ nên
D không tỉ lệ tuyến tính với nhiệt độ.
- Khuếch tán
Trong dung dịch, quỹ đạo của hạt có thể được mô tả bằng đại lượng dịch
chuyển bình phương trung bình (MSD):
𝑟 2 = 6. 𝐷. 𝜏
Ví dụ: Protein trong sinh chất có hệ số khuếch tán D = 50 μm2/s. Với đường
kính tế bào khoảng 20 μm thì protein cần khoảng thời gian ~ 0.3 s để đi tới
biên của tế bào.
• Môi trường trong tế bào phức tạp hơn (chứa các bào quan, tiểu bào, nhiễm sắc
thể…). Các hạt có kích thước khác nhau tương tác với nhau trong quá trình
khuếch tán:
𝑟 2 = Γ. 𝜏 𝛼 (0 < 𝛼 < 1) (khuếch tán dị thường)
- Liên hệ giữa khuếch tán và cường độ huỳnh quang
- Số hạt huỳnh quang trong thể tích quan sát:
𝑁 𝑡 = 𝑁(𝑡) + 𝛿𝑁(𝑡)
Tại mỗi thời điểm, số hạt không thể được xác định chính
xác. Phân bố số hạt trong thể tích đo tuân theo thống kê
Poisson.
- Thăng giáng cường độ huỳnh quang phụ thuộc vào
thăng giáng số hạt.
𝐼 𝑡 = 𝐼(𝑡) + 𝛿𝐼(𝑡)
𝑇
1
𝐼(𝑡) = න 𝐼 𝑡 𝑑𝑡
𝑇
0
Sự thăng giáng tương quan sẽ nhỏ đi nếu số hạt trung bình
trong thể tích đo lớn.
- Hàm tự tương quan theo thời gian
- Hàm tự tương quan theo thời gian
- Hàm tự tương quan của Rhodamine 6G
- Phổ huỳnh quang tương quan (FCS) là phương pháp phân tích
tính tương quan thời gian của cường độ phát xạ huỳnh quang để
nhận được các tham số động học của các quá trình vi mô.
- Thông tin thu được từ FCS
𝑘𝐵 𝑇
- Hệ số khuếch tán 𝐷 = (diffusion coefficients).
6𝜋𝜂𝑟
- Bán kính thủy động học (hydrodynamic radii).
- Mật độ phân tử trung bình (average concentrations).
- Tỉ lệ phản ứng hóa học (kinetic chemical reaction rates).
- Động học tam tuyến (triplet dynamics).
- Hệ FCS cơ bản
Vật kính hiển vi có khẩu độ lớn (>
0.9).
Gương lưỡng triết có thể quay
quanh trục để điều khiển vị trí hội
tụ trên mẫu. Do đó có thể quét ảnh
trên một vùng mẫu quan sát. Kích
thước vùng quan sát trên mẫu cỡ 1
fl. Chùm laser vào có đường kính
càng lớn thì vùng tiêu điểm càng
nhỏ.
Tỉ số S/N phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như: hiệu suất lọc của gương
lưỡng chiết, độ rộng dải tần số của
phin lọc, hiệu suất lượng tử của
đầu thu...
- MỘT SỐ DẠNG HÀM TỰ TƯƠNG QUAN
- Hàm tự tương quan của đơn hạt khuếch tán
- Hàm tự tương quan của đơn hạt khuếch tán
- Hàm số tương quan của đa hạt khuếch tán
Trong đó, ρi là tỉ lệ hạt loại i.
- Hàm số tương quan của đa hạt khuếch tán
- Hiệu ứng của động học tam tuyến
(triplet dynamics)
Từ trạng thái S1 điện tử hồi
phục không phát xạ xuống
trạng thái T, và sau đó hồi
phục phát xạ xuống S0.
ΘT là tỉ lệ hạt trong trạng thái triplet
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
