New photon-counting detectors for single-molecule fluorescence spectroscopy and imaging.
New photon-counting detectors for single-molecule fluorescence spectroscopy and imaging.
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DOI：
10.1117/12.883708
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发表时间：
2011-05-13
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Cova S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Michalet X;Colyer RA;Scalia G;Weiss S;Siegmund OH;Tremsin AS;Vallerga JV;Villa F;Guerrieri F;Rech I;Gulinatti A;Tisa S;Zappa F;Ghioni M;Cova S
基于溶液的单分子荧光光谱是一种强大的新的实验方法，在自然科学的各个领域都有应用。两种典型的几何形状可用于这些实验：点状和宽场激发和检测。在点状几何结构中，基本概念是从非常小的体积（通常为飞升）激发和收集光，并在浓度范围内工作，从而导致与单分子过境相对应的罕见突发事件。这些事件随着时间的推移而积累，以达到适当的统计准确性。因此，极高灵敏度的优势在某种程度上被非常长的采集时间所抵消。加速数据采集的一种方法是并行化。在这里，我们将讨论一个通用的方法来解决这个问题，使用多点激励和检测的几何形状，可以容纳不同类型的新型高度平行的检测器阵列。我们将用荧光相关光谱（FCS）和单分子荧光测量来说明这种方法的潜力。在宽场几何结构中，背景减少和单分子浓度的问题同样适用，但实验的持续时间由所研究过程的时间尺度和荧光探针的存活时间固定。另一方面，时间分辨率受到信噪比和/或检测器分辨率的限制，这需要新的检测器概念。我们将简要介绍我们在这一领域的最新成果。
Solution-based single-molecule fluorescence spectroscopy is a powerful new experimental approach with applications in all fields of natural sciences. Two typical geometries can be used for these experiments: point-like and widefield excitation and detection. In point-like geometries, the basic concept is to excite and collect light from a very small volume (typically femtoliter) and work in a concentration regime resulting in rare burst-like events corresponding to the transit of a single-molecule. Those events are accumulated over time to achieve proper statistical accuracy. Therefore the advantage of extreme sensitivity is somewhat counterbalanced by a very long acquisition time. One way to speed up data acquisition is parallelization. Here we will discuss a general approach to address this issue, using a multispot excitation and detection geometry that can accommodate different types of novel highly-parallel detector arrays. We will illustrate the potential of this approach with fluorescence correlation spectroscopy (FCS) and single-molecule fluorescence measurements. In widefield geometries, the same issues of background reduction and single-molecule concentration apply, but the duration of the experiment is fixed by the time scale of the process studied and the survival time of the fluorescent probe. Temporal resolution on the other hand, is limited by signal-to-noise and/or detector resolution, which calls for new detector concepts. We will briefly present our recent results in this domain.
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影响因子：
13.3
作者：
Kasper, Robert;Harke, Benjamin;Sauer, Markus
通讯作者：
Sauer, Markus
影响因子：
56.9
作者：
Levene, MJ;Korlach, J;Webb, WW
通讯作者：
Webb, WW
DOI：
10.1073/pnas.0401690101
发表时间：
2004-06-15
影响因子：
11.1
作者：
Kapanidis, AN;Lee, NK;Weiss, S
通讯作者：
Weiss, S
DOI：
10.1016/j.nima.2006.05.155
发表时间：
2006-11-01
影响因子：
1.4
作者：
Michalet, X.;Siegmund, O. H. W.;Weiss, S.
通讯作者：
Weiss, S.
影响因子：
1.3
作者：
Rech, Ivan;Marangoni, Stefano;Cova, Sergio
通讯作者：
Cova, Sergio