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1、大会报告荧光相关光谱与微流控芯片电泳联用研究董朝青，任吉存上海交通大学化学化工学院荧光相关光谱( F l u o r e s c e n c eC o r r e l a t i o nS p e c t r o s c o p y ，F C S ) 是新兴的一种单分子检测技术。它通过测量高聚焦的检测微区内( 通常小于l f L ) 荧光粒子由于自由扩散而产生的荧光信号的涨落，并对这种荧光涨落信号进行相关函数分析，从而获得粒子的动力学参数等信息。自从1 9 9 3 年R i g l e r 等将激光共焦技术引入荧光相关光谱系统以来，荧光相关光谱技术在生命科学和纳米科学等领域得到了广泛应用和快速
2、发展 1 。人们发现，在采用荧光自相关光谱( F C S ) 研究生物大分子间的相互作用时，通常要求它们的分子量差别至少在6 倍以上。这大大限制了它在生物大分子相互作用研究中的应用。为了克服了这种局限性，1 9 9 8 年O r d e n 和K e l l e r 利用毛细管电泳的分离特点，将其与荧光相关光谱技术联用( C E F C S ) ，成功地对两个分子量相差很小的组分( R 6 G 和R 6 G d U T P ) 进行了测定 2 。并对两个分子量相差很小的生物大分子间的相互作用进行了研究，测定了单链D N A ( s s D N A ) 与单链结合蛋白( S S B ) 的离解常
3、数 3 。但是，由于毛细管电泳通道在与荧光相关光谱的高聚焦的检测微区进行耦合时，弧形的毛细管通道会导致荧光自相关光谱的聚焦检测区的光学变形，目前毛细管电泳与荧光相关光谱联用上进展缓慢。2 0 0 0 年R i g l e r等提出将微流控芯片电泳通道与荧光相关光谱进行耦合，并采用F C S 单分子技术对荧光分子在微流控通道内部的流体动力学进行了研究 4 。近年来，我们基于激光共聚构型构建了一套高灵敏的荧光相关光谱系统，成功地与微流控芯片电泳联用，建立了多组分同时测定和荧光粒子表面电荷的测定的新方法 5 ，6 。1 联用系统的构建该系统主要由荧光相关光谱系统和微流控芯片毛细管电泳系统组成。微流控
4、芯片毛细管电泳系统主要包括一长度为2 5 r a m 的单道的P D M S 盖玻片复合型芯片和一台高压电源( 0 5k V ) 组成。其中荧光相关光谱系统作为它的激光诱导光源，荧光信号收集系统和信号检测系统使用2 结果与讨论2 1 双组分测定分析我们采用C E F c S 对不同浓度的罗丹明绿琥珀酸酯与荧光素混合溶液( 摩尔浓度比分别为1 ：9 ，1 ：1 和3 ：7 ，其总浓度为l r $ 1 ) 进行了双组分测定分析。实验中将罗丹明绿琥珀酸酯与荧光素混合溶液注入芯片通道，然后在通道两端加上电场强度为8 0 0 V c m 的电压，进行荧光相关光谱实验。所得相关谱曲线( 见图1 ) 采用荧
5、光相关光谱双组分有序扩散模型进行拟合。测得三种不同浓度的罗丹明绿琥珀酸酯与荧光素混合物中罗丹明绿琥珀酸酯的浓度分别为1 3 2 ，5 5 2 和3 5 3 。2 2 量子点表面电荷的测定研究当带电粒子在微流控芯片通道中在电场力作用下做有序扩散运动时，荧光相关光谱曲线可以描述为：1 4书 2( 1 )一l一一= 、Jf，LG微流控芯片实验室进展其中，是粒子在外力作用下穿越微区的时间，即r = o v f 。另外，当荧光粒子在没有电渗流的通道中电泳迁移运动时其迁移速度与电场强度成正比：v F q E (R )( 2 )其中q 是粒子表面电荷，一溶液粘度，E 一电场强度。因此，根据以上关系可以推导出
6、以下关系：上= 兰盟E ( 3 )百，4 七n D图2 为量子点在1 0 删硼砂缓冲液( p H l O O ) 中电泳时，在不同场强下的F C S 相关曲线。根据公式( 3 ) ，我们测得巯基丙酸为稳定剂的碲化镉量子点在p H8 4 ，9 3 和1 0 0 的T B 缓冲液中表面电荷分别为6 2 0 4 ，6 3 0 8 和7 6 0 7 。O 0V ，b nl 3oO 0 10 11 D e c a yt i m e ( m s ) 二一圈1 罗丹明绿琥珀酸鸶与荧光素混合物的荧光相关曲线圈2 量子点在不同场强下的荧光相关曲线参考文献： 1 R R i g l e r ，U M e t s
7、。J W i d e n g r e n ，P K a s k ，E u r B i o p h y s J 1 9 9 3 。2 2 。1 6 9 1 7 5 2 A V O r d e n ，R A K e l l e r ，A n a l C h e m 1 9 9 8 ，7 0 。4 4 6 3 - 4 4 7 1 3 】D J L e C a p t a i n ，乩九M i c h e l ，t v O r d e n 。A n a l y s t2 0 0 1 ，1 2 6 ，1 2 7 9 - 1 2 8 4 4 M G o l s c h ，l i B l o n l J H
8、 o l m , T H e i n o ，R R i g l e r A n a l C h e 乱2 0 0 0 ，7 2 。3 2 6 0 - 3 2 6 5 5 B i ，R ：Z h a n g ，P D ：D o n g 。C Q ：R e n 。J c C h i n e s eC h e m i c a lL e t t e r2 0 0 6 ，1 7 ，5 2 1 5 2 4 6 D o n g , CQ ：B i ，R ：O i a n ，H F ：L i ，L ：R e n 。J C S m a l l2 0 0 6 ，2 ，5 3 4 - 5 3 81 5荧光相关光谱与
9、微流控芯片电泳联用研究荧光相关光谱与微流控芯片电泳联用研究作者：董朝青， 任吉存 作者单位：上海交通大学化学化工学院本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1. 游俊.YOU Jun 荧光相关光谱(FCS)在生物活细胞中的应用期刊论文-湖北大学学报（自然科学版）2005,27(1)2. 吴立敏.盛克平.王虎 光子相关光谱法对颗粒平均粒径测量结果的不确定度评定会议论文-20053. 黄鹤.谢婧.袁琳.陈红 马心肌血素中色氨酸残基的二维荧光相关光谱研究会议论文-20084. 汪定军 荧光相关光谱分析仪的硬件采集系统设计学位论文20095. 黄伟.E.R.P IKE 光纤在光子相关光谱中的研
10、究期刊论文-物理学报2001,50(8)6. 黄昆.齐剑.夏锦明.章成峰.陈静.刘少轩.徐怡庄.吴瑾光 二维相关光谱探测荧光能量转移现象会议论文-20087. 吴玉清.赵冰.徐蔚青.李伯符 偶氮类化合物热相变动态过程的二维相关拉曼光谱研究会议论文-20008. 方芳.吴志勇.闻艳艳 新型微流控芯片流动电解池及其表征会议论文-20079. 覃淑云.韦启后.赵善民.何显教.解继胜 成年大鼠成骨细胞体外培养及细胞凋亡的观察期刊论文-解剖学研究2003,25(4)10. 尹延东.周晓雪.赵新生 最大熵法分析寡聚核苷酸链内碰撞的荧光相关光谱期刊论文-物理化学学报2010,26(4)本文链接：http:/
