介紹
構象漲落是研究藻膽蛋白中藻膽素有的變化藻膽素光譜性質的影響，在光合作用原始過程的研究中有重要意義，由於由吡咯髮色團的構象的非同源性隨機漲落，藻膽素的電子激發態能級呈類Boltzmann分佈；藻膽素的電子－振動吸收躍譜帶線型因子可描述為與構象隨機分佈子有關的捲積形式，藻膽素構象的隨機分佈導致了電子－振動吸收躍遷譜帶的不對稱增寬。在單分子探測技術發展之前,大多數的分子實驗是探測分子的綜合平均效應(ensembleaverages),即探測大量由一種(或多種)對象組成的一個整體所表現出的平均響應和平均值.這一平均效應掩蓋了許多特殊的信息.而這些特殊的信息有時是非常重要的,尤其是當我們在研究具有非均勻特性(inho2mogeneous)的凝聚相物質和生物大分子結構的時候.相比之下,單分子探測可以逐個地對體系中的單個分子進行研究,因為在給定的某一時刻,集團中的任何一個成員只能處於一種狀態,通過時間相關的方法,可以得到某一分子特性的分佈狀況.這樣,我們就可以研究分子的某些特殊的過程,如底物結合(bind)、水解(hydrolysis)以及催化過程等.這種與時間相關的過程的
探測可以實時地了解生物大分子在生化反應過程中的構象態變化的信息。
產生原理
單個分子的熒光產生的原理如圖1所示,它直觀地給出了基態熒光分子吸收光子後分子激發態的一系列弛豫過程.S0,S1,S2分別為基態、第一激發單線態、第二激發單線態.T1為激發三線態.0,1,2表示電子態振動能級.分子吸收一個光子hνA後,被激發到較高的電子態S1或S2,然後快速弛豫到S1的最低振動能級,這一過程稱作內轉移.然後發射一個
熒光光子hνF,同時使分子弛豫到S0的較高振動能級,最後快速弛豫到S0的最低振動能級.由於弛豫階段而造成能量損失,因此熒光光譜產生紅移(Stokes紅移) .振動弛豫的發生時間(<10-12s)遠小於吸收和激發態壽命(10-9s).所以分子的熒光發射循環主要決定於吸收和發射過程[4].在激發能量較低時,熒光強度隨激發光的強度線性增加.在激發能量較高時,熒光主要決定於分子固有的激發態壽命,熒光發生飽和,此時,即使增加激發光強,熒光光強也不增強.同時,分子也可能從S1無輻射躍遷到T1,即係間竄越(intersystemcrossing,ISC)過程.由於自旋禁阻,其速度遠低於從S1到S0的輻射躍遷時間.然後從三重態弛豫到基態並發射一個磷光(phosphorescence)光子。
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