最新全内反射荧光成像基本原理_图文教学讲义PPT课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨

2、幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅全内反射荧光成像基本原理_图文全内反射荧光显微镜(TIRFM)目前用于单分子研究的检测技术主要有两大类：扫描探针显微技术（SPM）和光学技术。其中：SPM原子力显微技

3、术（AFM）扫描离子电导显微技术（SICM）扫描隧道显微技术（STM）光学技术光学显微镜成像光学操纵共聚焦荧光显微技术（LSCM）扫描近场光学显微技术（SNOM）全内反射荧光显微技术（TIRFM）n1n2RefractedTIRn1>n2光的反射和折射Snell定律：当入射角不断增大，透射角为增大90°时，入射角达到临界角θc。依据Snell定律得出：当入射角继续增大时，光不再透射进水溶液，即发生了全内反射。90ºn1n2TIR实际上，由于光的波动效应，有一部分光的能量会透过临界面渗透到水溶液中，平行于界面向水溶液中传播，这一部分透过的能量场则称之为“隐失波”或“隐失场”。

4、隐失波90ºn1n2TIR隐失波隐失波的频率与入射光线的频率相同，其强度随临界面的垂直距离呈指数衰减：其中：Z是离开分界面的距离，I(z)表示距离界面Z处的强度；I(0)表示临界面处的强度。由于隐失波仅在界面上极薄的一层范围内传播，所以利用隐失波照明样品，可以仅激发厚度大约100nm内的荧光团，而更深层溶液中的荧光基团不会被激发，因此极大地提高了显微成像的对比度和信噪比。d12是渗透深度，它等于从分界面处到光强衰减l/e处的距离。隐失波的渗透深度d12是入射角及相对折射率的函数。d12是渗透深度,它等于从分界面处到光强衰减到分界面处数值l/e的处的距离。对于可见光波长而言，

5、浸透深度约为100nm。隐失波强度成指数衰减曲线隐失波存在的实验证明两块光密媒质做的棱镜中间夹一薄层空气层(光疏媒质)。如果不断减少空气层的厚度,由于空气层中有透射波,这透射波进人第二块棱镜。光学隧道效应光强度并不发生全反射,而是有隐失波存于介质2中。当光疏介质薄膜的厚度小于隐失波的渗透深度时,这个波不仅穿过了光疏介质,而且会促进邻近高折射率介质3中的电子作受迫振动,由此产生了新的次波,隐失波的形态发生了显著改变,全反射被破坏,能量发生了流动,导致了光学隧道效应的产生。全内反射荧光显微技术，是利用光发生全内反射时产生的隐失波照明样本，仅激发样本表面薄层范围内的荧光基团。与传

6、统的荧光显微镜相比，使显微成像在Z轴上的空间分辨率得到了显著改善，大大提高了图像的信噪比和对比度。全内反射荧光显微成像系统分子荧光的产生当一束特定波长的光照射到物质时，物质分子与光量子发生“碰撞”。如果这次碰撞时有效的：吸收hv放热H放热H**荧光hvS2S0S1放出热量H*激发态停留时间短、返回速度快的途径发生的几率大。荧光：10-7-10-9s磷光：10-4-100s分子荧光的产生电子跃迁的单重态（单线态）与三重态（三线态）在光致激发和去激发光的过程中，分子中的价电子（n,π）处于不同的自旋状态，通常用多重态M来描述：M＝2S＋1＝1电子自旋的大小用自旋量子数S表示，S

7、可为+1/2或－1/2，这里的正负号取决于自旋的方向。基态中每个能级通常被两个自旋相反的即自旋配对的电子占据，M=1，成为单重态。当成对电子中的一个被激发到S1、S2等电子能级激发态时，其自旋不变，即仍和处于基态的另一电子成对。这些能态都被称为单线态或单重态(singletstate)。但如果处于第一电子激发态最低振动能级的电子通过无辐射跃迁（系间跨越，intersystemcrossing)改变自旋方向，则因消耗部分能量而降至另一种激发态：S＝1/2＋1/2＝1，多重度M＝2S＋1＝21＋1＝3，这种电子激发态