在自由溶液中直接测量单分子扩散和光分解

科学领域:

• 物理化学 物理化学
• 生物物理学的生物物理.
• 分子动力学分子动力学

背景情况:

• 了解溶液中的分子动力学对于各种科学领域至关重要.
• 以前的研究通常依赖于批量测量,这可以掩盖个体分子行为.
• 单分子分析为分子过程提供了更详细的了解.

研究的目的:

• 为了实现单个罗达-6G分子和罗达标记的DNA的连续,小于毫秒的监测.
• 为了研究单个染料-DNA复合物的自由溶液动力学和光稳定性.
• 为了比较单个分子的行为与批量测量.

主要方法:

• 在石英-液体界面和微定义体积中利用分离分子的光成像.
• 激发的分子使用 evanescent 领域的高分辨率成像.
• 记录了含有单个分子的attoliter体积元素的衍射限制图像.

主要成果:

• 观察到与单独的染料分子相比,染料-DNA共价复合物的扩散系数较小.
• 发现染料-DNA复合体的单分子光分解寿命更长.
• 检测到单个分子的随机行为,与大量研究结果形成鲜明对比.

结论:

• 单分子动力学揭示了大量研究中没有明显的行为.
• 对DNA的共价附着改变了罗达胺-6G的光物理性质和扩散.
• 这种技术使得单个分子层面的分子相互作用和动态的详细表征成为可能.