构象涨落
介绍构象涨落是研究藻胆蛋白中藻胆素有的变化藻胆素光谱性质的影响，在光合作用原始过程的研究中有重要意义，由于由吡咯发色团的构象的非同源性随机涨落，藻胆素的电子激发态能级呈类Boltzmann分布；藻胆素的电子－振动吸收跃谱带线型因子可描述为与构象随机分布子有关的卷积形式，藻胆素构象的随机分布导致了电子－振动吸收跃迁谱带的不对称增宽。
在单分子探测技术发展之前,大多数的分子实验是探测分子的综合平均效应(ensembleaverages),即探测大量由一种(或多种)对象组成的一个整体所表现出的平均响应和平均值.这一平均效应掩盖了许多特殊的信息.而这些特殊的信息有时是非常重要的,尤其是当我们在研究具有非均匀特性(inho2mogeneous)的凝聚相物质和生物大分子结构的时候.相比之下,单分子探测可以逐个地对体系中的单个分子进行研究,因为在给定的某一时刻,集团中的任何一个成员只能处于一种状态,通过时间相关的方法,可以得到某一分子特性的分布状况.这样,我们就可以研究分子的某些特殊的过程,如底物结合(bind)、水解(hydrolysis)以及催化过程等.这种与时间相关的过程的
探测可以实时地了解生物大分子在生化反应过程中的构象态变化的信息。
产生原理单个分子的荧光产生的原理如图1所示,它直观地给出了基态荧光分子吸收光子后分子激发态的一系列弛豫过程.S0,S1,S2分别为基态、第一激发单线态、第二激发单线态.T1为激发三线态.0,1,2表示电子态振动能级.分子吸收一个光子hνA后,被激发到较高的电子态S1或S2,然后快速弛豫到S1的最低振动能级,这一过程称作内转移.然后发射一个
荧光光子hνF,同时使分子弛豫到S0的较高振动能级,最后快速弛豫到S0的最低振动能级.由于弛豫阶段而造成能量损失,因此荧光光谱产生红移(Stokes红移).振动弛豫的发生时间(<10-12s)远小于吸收和激发态寿命(10-9s).所以分子的荧光发射循环主要决定于吸收和发射过程[4].在激发能量较低时,荧光强度随激发光的强度线性增加.在激发能量较高时,荧光主要决定于分子固有的激发态寿命,荧光发生饱和,此时,即使增加激发光强,荧光光强也不增强.同时,分子也可能从S1无辐射跃迁到T1,即系间窜越(intersystemcrossing,ISC)过程.由于自旋禁阻,其速度远低于从S1到S0的辐射跃迁时间.然后从三重态弛豫到基态并发射一个磷光(phosphorescence)光子。