單分子測量方法

㈠ 溶液中單分子有效電荷能測出來嗎

瑞士研究人員已精確測量出了單個分子在溶液中的有效電荷！

許多生命現象與蛋白質等分子之間的相互作用有關，而電荷在其中起著至關重要的作用。然而在生物體內，蛋白質通常存在於含水環境，用傳統方法很難准確測量蛋白質在溶液環境中的電荷。現在，蘇黎世大學教授馬德哈維·克里希南找到了解決之道。

克里希南等人利用了眾所周知的布朗運動（即懸浮在液體或氣體中的微粒所做的永不停息的無規則運動）現象。首先，他們把要測量的分子困在一個勢阱中，此時彈跳的水分子不斷嘗試將這一分子從勢阱中擊出。克里希南解釋說：「這就像孩子們在坑底玩球一樣。『球』就是我們感興趣的分子，而『孩子們』是水分子。球要飛出坑，就必須受到很大的沖擊。」

分子的有效電荷越高，勢阱的深度也就越大，因此，分子從其中噴出的可能性越低，這意味著將分子從勢阱中擊出所需的時間與其有效電荷直接相關。

為了創造這樣一個勢阱，研究人員將蛋白質溶液壓縮在兩塊玻璃之間，其中一塊覆蓋有微孔。溶液中的蛋白質分子用熒光劑標記，以方便用光學顯微鏡追蹤。

克里希南說：「如果我們知道一個分子被困在勢阱中的時間有多長，就知道這個阱有多深，而且由於這種深度直接取決於分子的有效電荷，因而可以非常准確地推導出這個值。」

研究人員表示，這一新發現不僅具有重要的基礎研究價值，同時也有助於診斷出許多由畸形蛋白質引起的疾病，比如阿爾茨海默症和癌症等，因為在化學層面，很多疾病與蛋白質的電荷變化有關。

㈡ 單分子熒光檢測的基本檢測形式

單分子熒光檢測形式可分為基本的三種：光子爆發檢測、單分子圖像記錄和單分子光譜測繪。光子爆發檢測最為簡單，直接測定爆發的光子數。單分子成像可指示分子在圖像中的位置和發光強弱，實時跟蹤記錄單分子。

㈢ 單分子熒光檢測的單分子熒光特徵

單分子熒光的典型特徵是量子跳躍現象，即會形成一個發射-暗態交替的量子躍遷過程，這一重要特徵導致了實驗中觀察到的單分子熒光光譜和熒光強度的波動現象。這種波動現象主要取決於單分子的局域環境極其猝滅途徑。因而測量這種單分子的熒光量子跳躍過程、熒光壽命和熒光量子產率可以提供很多關於單個熒光分子所在的局域環境的特性和變化情況的信息。
單分子熒光的另一重要特徵是其偏振特性。單個熒光分子具有其唯一的固有熒光和吸收躍遷偶極矩，分子只吸收那些偏振方向與其吸收躍遷偶極矩方向一致的光子，並發出具有一定偏振方向的熒光。在單分子檢測的應用中，人們正是利用這種單個分子躍遷偶極矩的方向以及分子所處的環境的差異來研究和推測生物大分子的結構和功能的。

㈣ 單分子熒光檢測的發展歷史

單分子熒光檢測自從1976年Hirschfeld第一次嘗試用全內反射熒光法實現以來，就一直在分析化學、生命科學等領域受到極大重視，但期間發展較慢，隨著熒光檢測技術的發展，直到1989年Moerner等人才成功地在低溫下首次觀察到固體基質中的單個分子的熒光。此後單分子檢測由低溫條件下發展到可在室溫下進行，趨於溫和，並且陸續實現液流、微滴和溶液中的單分子熒光檢測。1995年，Nie等用共焦熒光顯微技術首次測出溶液中自由移動的單個羅丹明分子，這種實時測量使單分子熒光記錄不僅反映出特定分子在探測區的停留時間，而且包含特徵性間歇信息。自由布朗運動中的單分子檢測的實現為以後許多實際生物體系的應用提供了可能性。
單分子光譜的獲取具有特別重要的意義。Betzig等首次獲得了室溫條件下的單分子光譜，觀察到分散在PMMA中的一種酚菁分子在不同的空間位置呈現出各異的熒光光譜。Xie等採用遠場熒光技術在室溫條件下測繪了一系列單個染料分子的熒光光譜，發現其熒光光譜的形狀和強度隨時間而波動，這種波動源自單分子熒光的典型特徵——量子跳躍現象。這些固有的漲落包含著有關單分子和其周圍環境之間豐富的動態信息。單分子熒光光譜的獲取現已可在極短的時間內完成，這就意味著光譜測量時，分子無須空間上固定化，而可在自由溶液中進行。這種單分子光譜法可用於高通量篩查疾病標記物的單分子及監控單一分子的相互作用。

㈤ 單分子膜法測定阿伏加德羅常數

[m Vd(d-1)]/ Vm不是苯溶液的質量，是苯揮發後水面上油脂膜中油脂的質量，除以摩爾質量得到的是油脂的物質的量，就是摩爾數。摩爾數才等於分子個數除以阿伏加得羅常數。NA的定義就是每摩爾物質所含微粒個數。

質量為mg的油脂配製成體積為VmmL的苯溶液，溶液的濃度是m/Vm。在水面上滴的液體的體積是Vd(d-1)，兩個相乘得到的是溶質的質量，而不是溶液的質量。

㈥ 為什麼要發展單分子檢測方法

有市場前景。

㈦ 現實生活中怎樣測量分子的大小

物理有個實驗，測油酸分子的大小，
實驗採用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小。油酸的分子式為C17H33COOH，它的一個分子可以看成由兩部分組成：一部分是C17H33，另一部分是-COOH。其中-COOH對水有很強的親和力，當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶於水中並很快揮發，在水面上形成近似圓形的一層純油酸薄膜
其中C17H33一部分冒出水面，而-COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一個單分子層油膜，實驗中如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積S，即可算出油酸分子的大小，直徑 。

㈧ 用單分子膜法測定阿伏伽德羅常數

d*v*c得到滴入的硬脂酸苯的摩爾數，因為形成油層，所以每個油分子相切，油分子的數目為s/A,用油的數目除以油的摩爾數就得到阿福加德羅常數

㈨ 什麼是生物單分子技術

單分子技術是可孤立或用於實驗或分析研究某一個分子。單分子研究，對比測量一個整體或大量分子，其中個體行為無法區分收集測量對比，只有一般特徵才可以衡量。雖然大多數測量技術在觀察單分子還不夠靈敏，單分子熒光已成為一種探測尚不能充分理解的位於大量分子層面上，如肌球蛋白在肌肉組織或肌動蛋白絲運動，還有個體位於固體環境的細節。使用原子力顯微鏡（AFM）可以看出隱蔽三維聚合物分子構象的細節，另一個關鍵的單分子技術是單分子力譜，其中單分子（或一對分子的相互作用），通常為聚合物，是機械拉伸和彈性響應的實時記錄。

我很難把原理講清，因為這個技術包含多種技術，不同原理~~
Single-molecule techniques:
Micros
Fluorescence
FIONA (fluorescent imaging with one nanometer accuracy)
Fluorescence resonance energy transfer
Force spectros
Magnetic tweezers
Optical tweezers
Raman spectros (in particular Surface Enhanced Raman Spectros)
Scanning probe micros (including Atomic Force Micros)
electron micros
Single-molecule spectros
Tethered particle motion (TPM)

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以下是其他網站的內容：
單分子技術是指在單分子水平上對生物分子的行為（包括構象變化、相互作用、相互識別等）的實時、動態檢測以及在此基礎上的操縱、調控等，是分子生物物理學的自然延伸和必然趨勢。
生命單元的基本功能主要取決於單個大分子，單分子操縱方法在研究單個生物分子的性質上有著獨特的優勢。與測量分子集合體整體性質的傳統方法(如光散射，光偏振，粘滯性等)相比，單分子技術具有直接，准確，實時等優點。

㈩ 如何捕獲單分子

科學家很早以前就實現了用激光捕獲單原子，其機制是利用激光光子反向碰撞單原子，使其漸漸「剎車」直到接近靜止狀態。但是這種機制無法用來捕捉分子，因為單分子吸收了反向光子後也不會「剎車」。

弗里茨－哈貝爾研究所的研究人員想到了用周期電勢阱來抓住單分子。為此他們構造了一個由1240條金箔電極等間距排列而成的微晶元，並使微晶元上方形成間隔為100微米的圓柱形周期電勢阱。這種電勢阱可以用來捕獲電偶極矩類型的分子。

研究人員把要捕捉的分子用分子束的形式打到微晶元上方。然後調節交流電頻率使得電勢阱以與分子束相近的速度運動。當分子與電勢阱的相對速度為零時，分子就會掉到電勢阱中出不來。形象地說，就好像技術高超的足球運動員通過腿部運動把迎面而來的足球穩穩地停在腳背上。然後研究人員緩慢降低電勢阱的速度，在這個過程中不斷收集相對速度為零的分子。到最後，電勢阱連同它囚禁的分子一同「剎車」並逐漸達到靜止狀態。