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什么是單分子技術(shù)

單分子技術(shù)簡(jiǎn)介
單分子技術(shù)的特色在于個(gè)別分子的觀察。舉例來(lái)說(shuō)，在傳統(tǒng)分生實(shí)驗(yàn)中，觀察濃度1 mM的樣品，1 ml的反應(yīng)體積中就有多達(dá)1012個(gè)分子，所以得到的，是多個(gè)分子均值的觀察結(jié)果。事實(shí)上，每個(gè)分子的表現(xiàn)都有所差異，尤其在一些快速的反應(yīng)步驟或微小族群的表現(xiàn)，而這些差異，若是透過(guò)傳統(tǒng)分生技術(shù)觀察就會(huì)被掩蓋。另外，更重要的是，單分子技術(shù)可以“操縱”分子。舉例來(lái)說(shuō)，依條件所需對(duì)分子施加不同的作用力，在不同的受力下分子會(huì)表現(xiàn)出不同的特質(zhì)。利用這樣的方式，可以觀察到分子更多細(xì)微的表現(xiàn)。

圖解：光鉗實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖：黑色線條的RNA分子，固定于兩顆奈米珠之間，奈米珠分別由微管及雷射固定。實(shí)驗(yàn)過(guò)程移動(dòng)雷射位置改變兩奈米珠間的距離，進(jìn)而拉扯RNA的結(jié)構(gòu)。

單分子技術(shù)在實(shí)驗(yàn)方法上可以分為兩大類：一種是對(duì)分子施加外力，像是光鉗、磁鉗和原子力顯微鏡。其中光鉗的做法，是利用磁珠分別修飾于待測(cè)分子之上，再以雷射光去移動(dòng)兩磁珠間的位置，磁珠距離的改變，進(jìn)而拉扯分子達(dá)到施力的效果；另一種是利用螢光標(biāo)記待測(cè)分子使其發(fā)光成像，此種種類較多，包括共軛焦顯微鏡、全反射螢光顯微鏡和螢光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)等等。

單分子技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用在生命科學(xué)領(lǐng)域，像是在蛋白質(zhì)表現(xiàn)和分子間交互作用的相關(guān)研究，都可發(fā)現(xiàn)其身影。而依照應(yīng)用的對(duì)象，單分子技術(shù)可以大致分為兩類：第一類是馬達(dá)蛋白的移動(dòng)和行為表現(xiàn)。例如，核醣核酸聚合酶利用核苷酸生成核酸，解旋酶解開(kāi)雙股DNA，細(xì)胞骨架的行為等等。第二類是觀察蛋白質(zhì)和核酸二三級(jí)結(jié)構(gòu)的摺疊情形。另外，單分子技術(shù)也可以結(jié)合傳統(tǒng)的分生技術(shù)，進(jìn)一步得到更多的資訊。

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