Laserspektroskopische Mehrfachdetektion einzelner Moleküle in Submikrometerkanälen
type: CreativeWork
description: Die Einzelmolekülspektroskopie hat sich seit der ersten erfolgreichen Detektion von einzelnen, fluoreszierenden Molekülen in Lösung durch Hirschfeld [Hirschfeld 1976] zu einer eigenständigen Disziplin innerhalb der Fluoreszenzspektroskopie entwickelt. Im Gegensatz zu Ensemblemessungen, mit denen nur die durchschnittlichen Eigenschaften einer Probe bestimmt werden können, gewinnt man bei Einzelmolekülmessungen Informationen über die Eigenschaften einzelner Moleküle und deren Verteilungen und zeitlichen Fluktuationen, die sonst nicht zugänglich sind. Dies beruht auf der hohen Sensitivität und der betrachteten Zeitskala der Fluoreszenz, die sich typischerweise in der Größenordnung von Nanosekunden abspielt. Während dieser Zeit können in der Umgebung eine Reihe von molekularen Prozessen stattfinden, welche die Fluoreszenzeigenschaften wie Intensität, spektrale Verteilung, Polarisation und Lebensdauer der angeregten Moleküle beeinflussen. Im Rahmen dieser Arbeit ist es erstmals gelungen, einen Fluoreszenzmikroskopaufbau mit zwei konfokalen Detektionseinheiten in Submikrometerkanälen unter Elektrophoresebedingungen zu realisieren. In Mikrokapillaren mit einem Innendurchmesser von 500 ± 200 nm können hiermit einzelne farbstoffmarkierte Analytmoleküle in variablen zeitlichen Abständen doppelt detektiert werden. Da der Innendurchmesser der Kapillare kleiner als der Durchmesser des konfokal beobachteten Laserfokus (1 µm) ist, werden alle Analytmoleküle, die sich in diesem Mikrokanal gerichtet bewegen, effizient doppelt nachgewiesen und aufgrund ihrer Fluoreszenzabklingdauer identifiziert. Die zwei Anregungs- bzw. Detektionseinheiten sind mit zueinander variablen Abständen (4-10 µm) aufgebaut, was in elektrophoretischen Versuchen je nach angelegter Spannung variablen Zeitabständen von 5-300 ms entspricht. Die Doppeldetektion von einzelnen Molekülen in Mikrokanälen ist bisher von einigen Gruppen bis zu einem minimalen Kanaldurchmesser von 10 µm bei einem Abstand von 10 bis 25 µ…
abstract: Die Einzelmolekülspektroskopie hat sich seit der ersten erfolgreichen Detektion von einzelnen, fluoreszierenden Molekülen in Lösung durch Hirschfeld [Hirschfeld 1976] zu einer eigenständigen Disziplin innerhalb der Fluoreszenzspektroskopie entwickelt. Im Gegensatz zu Ensemblemessungen, mit denen nur die durchschnittlichen Eigenschaften einer Probe bestimmt werden können, gewinnt man bei Einzelmolekülmessungen Informationen über die Eigenschaften einzelner Moleküle und deren Verteilungen und zeitlichen Fluktuationen, die sonst nicht zugänglich sind. Dies beruht auf der hohen Sensitivität und der betrachteten Zeitskala der Fluoreszenz, die sich typischerweise in der Größenordnung von Nanosekunden abspielt. Während dieser Zeit können in der Umgebung eine Reihe von molekularen Prozessen stattfinden, welche die Fluoreszenzeigenschaften wie Intensität, spektrale Verteilung, Polarisation und Lebensdauer der angeregten Moleküle beeinflussen. Im Rahmen dieser Arbeit ist es erstmals gelungen, einen Fluoreszenzmikroskopaufbau mit zwei konfokalen Detektionseinheiten in Submikrometerkanälen unter Elektrophoresebedingungen zu realisieren. In Mikrokapillaren mit einem Innendurchmesser von 500 ± 200 nm können hiermit einzelne farbstoffmarkierte Analytmoleküle in variablen zeitlichen Abständen doppelt detektiert werden. Da der Innendurchmesser der Kapillare kleiner als der Durchmesser des konfokal beobachteten Laserfokus (1 µm) ist, werden alle Analytmoleküle, die sich in diesem Mikrokanal gerichtet bewegen, effizient doppelt nachgewiesen und aufgrund ihrer Fluoreszenzabklingdauer identifiziert. Die zwei Anregungs- bzw. Detektionseinheiten sind mit zueinander variablen Abständen (4-10 µm) aufgebaut, was in elektrophoretischen Versuchen je nach angelegter Spannung variablen Zeitabständen von 5-300 ms entspricht. Die Doppeldetektion von einzelnen Molekülen in Mikrokanälen ist bisher von einigen Gruppen bis zu einem minimalen Kanaldurchmesser von 10 µm bei einem Abstand von 10 bis 25 µ…
author: Park, Chong-Woo
date published: 2003-05-16
date modified: 2026-07-24T02:29:34Z
provider: Universität Heidelberg
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Universität Heidelberg