激光拉曼雙光鑷系統(tǒng)的研制和應(yīng)用及單個(gè)大米淀粉微的糊化特性的實(shí)時(shí)研究.pdf

1、光操縱和分析在水溶液狀中的單個(gè)微粒在生物和物理方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。由于光鑷可實(shí)現(xiàn)生物活體樣品的非實(shí)體接觸和無(wú)損傷操縱,光鑷技術(shù)已成為當(dāng)前生物物理學(xué)新方法和新儀器的研究熱點(diǎn)之一。激光光鑷?yán)庾V技術(shù)是將光學(xué)囚禁技術(shù)與顯微拉曼光譜技術(shù)相結(jié)合用于單細(xì)胞探測(cè)的新技術(shù),與傳統(tǒng)的顯微拉曼相比有很大改進(jìn):光鑷?yán)靡皇劢沟募す猱a(chǎn)生的梯度力將單個(gè)活細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間固定在焦點(diǎn)附近,優(yōu)化了散射光的收集光路,從而獲得高的信噪比。細(xì)胞被囚禁在載玻片上方十微米左

2、右的位置,使來(lái)自載玻片的雜散光明顯減弱。因此激光拉曼單光鑷技術(shù)可無(wú)干擾地、直接地檢測(cè)體內(nèi)細(xì)胞生物大分子的變化,提供細(xì)胞內(nèi)生物大分子組分及結(jié)構(gòu)等有用信息。但是單光鑷LTRS系統(tǒng)只能跟蹤和分析單個(gè)微粒或細(xì)胞,不能同時(shí)觀察兩個(gè)相關(guān)細(xì)胞間物質(zhì)交換和流動(dòng)的情況。
　　本文報(bào)道一種雙光鑷激光拉曼光譜系統(tǒng),能達(dá)到同時(shí)觀察與跟蹤兩個(gè)細(xì)胞或者一個(gè)細(xì)胞兩個(gè)相關(guān)部分的目的:一束激光通過(guò)分光鏡分成兩束光,通過(guò)倒置顯微鏡形成兩個(gè)在Y軸上相隔5-20微米光鑷

3、,兩個(gè)細(xì)胞被分別囚禁在光阱中,使得兩個(gè)細(xì)胞在光譜儀的入射狹縫處成像在不同位置,同時(shí)收集它們的拉曼光譜。拉曼散射光在CCD Y軸上不同的區(qū)域分別感光。
　　本文構(gòu)建了上述雙光鑷系統(tǒng)并且成功的觀察了酵母細(xì)胞出芽生長(zhǎng)過(guò)程中母體和芽體的動(dòng)態(tài)行為。通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行一系列的分析發(fā)現(xiàn)酵母出芽生殖過(guò)程中,細(xì)胞核營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并不是單純的從母體流向芽體,而是在母體與芽體間往復(fù)流動(dòng)。還觀察了相同微環(huán)境下Bt孢子的萌發(fā)過(guò)程,通過(guò)個(gè)體間釋放CaDPA速度不同體現(xiàn)

4、個(gè)體異質(zhì)性。國(guó)內(nèi)外研究淀粉糊化主要是從淀粉的宏觀特征來(lái)研究,比如用粘度速測(cè)儀( R V A)測(cè)出谷物和淀粉的RVA特征譜。通過(guò)分析RVA特征譜研究淀粉的最高粘度,熱漿粘度,崩解值和回生值來(lái)描述整個(gè)糊化過(guò)程。對(duì)淀粉糊化行為的認(rèn)識(shí)都是通過(guò)研究其群體樣品而得到的統(tǒng)計(jì)平均信息,研究的是淀粉群體顆粒的糊化趨勢(shì)。
　　本文首次采用拉曼光譜研究小顆粒淀粉的糊化過(guò)程,得到糊化過(guò)程中分子官能團(tuán)的變化過(guò)程信息:選用能穩(wěn)定俘獲淀粉顆粒的加溫方式,在特定