中科院大学,张竹青,单分子考试,总结

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1、一，雷诺数Re（Reynoldsnumber）表示作用于流体微团的惯性力与粘性力[1]之比。两个几何相似流场的雷诺数相等，则对应微团的惯性力与粘性力之比相等。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。雷诺数越小意味着粘性力影响越显著，越大则惯性力影响越显著。二，荧光产生原理：光致发光－物质分子吸收光能后，其电子由基态跃迁到激发态，激发

2、态的分子以电磁辐射的形式释放能量回到基态，称为光致发光。荧光－受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。磷光－受光激发的分子从第一激发三重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。荧光光谱的主要参数和特征：（1）量子产率：荧光量子产率也叫荧光效率或量子效率，它表示物质发射荧光的能力，通常用下式表示发射荧光量子数/吸收光量子数（2）荧光寿命：当某种物质被一束激光激发后,该物质的分子吸收能量后从基态跃迁到某一激发态上,再以辐射跃迁的形式发出荧光回到基态.当激发停止后,分子的荧光强度降到激发时最大

3、强度的1/e所需的时间称为荧光寿命，它表示粒子在激发态存在的平均时间,通常称为激发态的荧光寿命。（3）亮度：………斯托克司(stokes)位移：斯托克司位移为最大荧光波长与最大激发波长之差特征：（1）荧光淬灭：是指导致特定物质的荧光强度和寿命减少的所有现象。（2）荧光漂白：photochemicaldestructionofafluorophore,aphenomenondescribingafluorophoreinabilitytobeexcitedagainafterundergoingrepetitiv

4、eexcitationandemissioncycles.（3）荧光闪烁：ThephenomenonofrandomswitchingbetweenON(bright)andOFF(dark)statesoftheemitterunderitscontinuousexcitation.主要荧光标记：有机染料荧光蛋白量子点三，单分子研究中常用显微术：（原理）（1）激光共聚焦显微镜：Confocal利用放置在光源后的照明针孔和放置在检测器前的探测针孔实现点照明和点探测，来自光源的光通过照明针孔发射出的光聚焦在样品焦

5、平面的某个点上，该点所发射的荧光成像在探测针孔上，该点以外的任何发射光均被探测针孔阻挡。照明针孔与探测针孔对被照射点或被探测点来说是共轭的，因此被探测点即共焦点，被探测点所在的平面即共焦平面。计算机以像点的方式将被探测点显示在计算机屏幕上，为了产生一幅完整的图像，由光路中的扫描系统在样品焦平面上扫描，从而产生一幅完整的共焦图像。只要载物台沿着Z轴上下移动，将样品新的一个层面移动到共焦平面上，样品的新层面又成像在显示器上，随着Z轴的不断移动，就可得到样品不同层面连续的光切图像。（2）全内反射荧光显微镜TIRF：全

6、内角反射荧光显微镜（totalinternalreflectionfluorescencemicroscope，TIRFM），利用光线全反射后在介质另一面产生衰逝波的特性，激发荧光分子以观察荧光标定样品的极薄区域，观测的动态范围通常在200nm以下。因为激发光呈指数衰减的特性，只有极靠近全反射面的样本区域会产生荧光反射，大大降低了背景光噪声干扰观测标的，能帮助研究者获得高质量的成像质量和可靠的观测数据。故此项技术广泛应用于细胞表面物质的动态观察。光学原理：当一束光从光密介质进入光疏介质时，根据斯涅耳定律一部分光

7、会发生折射，而一部分光会发生反射，当入射角度不断增大，折射角也会不断增大，当折射角刚好达到90度时，就发生了全反射现象。全反射发生后，折射光有一个临界状态沿着折射面传播，这部分光我们称之为隐失波，其能量在Z轴上呈现指数衰减。（3）近场光学显微镜NSOM：根据非辐射场的探测与成像原理，能够突破普通光学显微镜所受到的衍射极限，采用亚波长尺度的探针在距离样品表面几个纳米的近场范围进行扫描成像的技术，在近场观测范围内，在样品上进行扫描而同时得到分辨率高于衍射极限的形貌像和光学像的显微镜。近场光学显微镜适用于超高光学分辨

8、率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱研究。传统光学显微镜的分辨率受到光学衍射极限影响，分辨率不超过该波长尺度范围。与传统光学显微镜不同的是，近场光学显微镜利用亚波长尺度探针，可以得到更小分辨率。使用由熔拉或腐蚀光纤波导所制成之探针，在外表镀上金属薄膜已形成末端具有15nm至100nm直径尺寸之光学孔径(opticalaperture)的近场光学探针，再以可作精密位移与扫描探测之压电陶