本检测系统介绍了荧光纳米定位分析技术,这是一种结合了荧光成像与单分子定位的超高分辨率显微技术。本检测详细阐述了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、关键的技术方法以及必需的仪器设备构成,为读者全面理解这一前沿生物物理分析工具提供了详实的技术参考。
核心优势
检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。
检测流程
检测项目
单分子荧光团的空间坐标:精确测定单个荧光分子在样品平面内的X、Y位置,精度可达纳米级。
生物大分子的空间构象与分布:解析蛋白质、核酸等生物大分子在细胞内的精细排列与组织形式。
细胞亚结构超分辨成像:对线粒体、内质网、细胞骨架等细胞器进行超越光学衍射极限的结构解析。
蛋白质复合物的组装与解离:动态监测多亚基蛋白质复合物的形成过程与稳定性。
膜蛋白的聚类与寡聚化状态:定量分析细胞膜上蛋白质分子的聚集程度和寡聚体尺寸分布。
染色质结构与核小体定位:在纳米尺度上描绘染色质的高级结构及核小体的排布规律。
病毒颗粒的入侵与组装位点:追踪病毒在宿主细胞内的附着、进入及新病毒颗粒的组装位置。
分子马达的运动轨迹与步长:记录驱动蛋白、动力蛋白等沿微管运动的纳米级步进行为。
神经元突触的蛋白组成与密度:量化突触前、后膜中特定受体、通道蛋白的纳米尺度分布密度。
药物靶点的结合与内吞路径:可视化标记药物分子与细胞靶点的结合位点及后续的内吞转运过程。
检测范围
固定细胞切片样品:适用于经过化学固定处理的细胞或组织切片,用于静态超微结构研究。
活细胞动态过程:可在一定时间分辨率下,对活细胞内的生物过程进行纳米精度的动态追踪。
体外重构的生物分子体系:应用于人工脂质体、DNA折纸等体外重构的简化生物系统,进行机制研究。
细菌与微生物细胞:用于研究细菌内部及表面的蛋白分布、病原体感染机制等。
细胞膜与脂筏结构:专门分析细胞膜上脂质微区(脂筏)的组成、尺寸及膜蛋白的分配。
细胞核与染色体区域:聚焦于细胞核内,研究转录因子聚集、基因位点定位等核内事件。
神经突触与轴突运输:应用于神经科学领域,研究突触间隙蛋白分布和轴突内囊泡运输。
病原体与宿主相互作用界面:分析病毒、细菌等病原体与宿主细胞接触界面的分子空间排布。
材料表面生物分子修饰:检测生物传感器、植入材料等表面修饰的生物分子的分布与取向。
细胞外基质与粘附斑:研究细胞与细胞外基质的粘附位点(粘附斑)中整合素等蛋白的纳米结构。
检测方法
光激活定位显微术:利用光激活荧光蛋白,通过逐帧稀疏激活和定位,重构超分辨图像。
随机光学重建显微术:使用可闪烁的有机染料,随机激发部分荧光分子并定位,累积生成高清图像。
单分子定位追踪分析:对连续帧中同一单粒子的位移进行连接和分析,获取运动轨迹与扩散系数。
多色同步定位成像:使用不同发射波长的探针,同时实现对多种生物分子的共定位与相互作用分析。
三维纳米定位成像:通过引入像散、双平面或干涉等方法,获取荧光分子在Z轴方向的位置信息。
高密度单分子定位算法:运用先进的解卷积算法处理高密度发射的荧光信号,提升成像速度和分辨率。
漂白后闪烁定位分析:利用某些荧光基团在强光漂白后产生的短暂闪烁特性进行单分子定位。
相关性分析:对定位点集进行空间聚类分析、共定位分析或互相关分析,提取生物结构的定量信息。
深度学习辅助定位:采用神经网络模型对原始图像进行去噪、分割和定位,提高数据处理的自动化与准确性。
活细胞低照度延时成像:优化激发光强度和成像频率,在保证细胞活性的前提下进行长时间纳米尺度动态观测。
检测仪器设备
全内反射荧光显微镜:提供极薄的激发光场,有效降低背景荧光,是活细胞单分子成像的核心设备。
高数值孔径物镜:通常使用NA>1.4的油浸物镜,以收集尽可能多的发射光子,提高定位精度。
高性能sCMOS/EMCCD相机:具备高量子效率、低读出噪声和高帧速,用于捕获微弱的单分子荧光信号。
高稳定性防震光学平台:确保成像系统在纳米尺度测量中的机械稳定性,避免样品漂移。
多波长激光器系统:提供405nm、488nm、561nm、640nm等多种波长的高功率、稳定激光用于激发和激活。
精密压电陶瓷载物台:实现样品在X、Y、Z方向的纳米级精确定位与快速移动,用于多视野成像和三维扫描。
活细胞培养与环境控制系统:集成温控、CO2控制和湿度控制,为活细胞长时间实验提供稳定的生理环境。
高速荧光滤片轮与分光器:用于快速切换不同荧光通道,或在多色成像中将不同波长的发射光导向相机。
单分子定位分析软件:如ThunderSTORM、Picasso等,用于执行峰值查找、PSF拟合、漂移校正和图像重构。
超纯水与高效过滤系统:制备无荧光杂质的缓冲液与培养基,是获得高信噪比单分子图像的重要辅助设备。
