荧光单分子技术因灵敏度和空间分辨率都更高,检测尺度也更精确等优点而成为了单分子检测最常用的方法之一[19-21]。荧光单分子计数技术与传统方法相比,它的灵敏度和空间分辨率都更高,目前已经可以精确到纳米级别,检测尺度也更精确,突破了平均效应的限制,可实现实时监测,所需待测样品量也极少,而且能够在极低浓度下分析样品。更重要的是,这项技术还可以对单个分子的相关行为进行直接观测,并描述它的结构特征和动力学状态[22]。而且,在实际实验操作中,该技术无需同步化每一步反应,就可对系统的动力学途径进行动态研究,这不仅为后续的研究开辟了新的研究路径,也为研究相关领域工作的科学家带来了极大的便利。
1.2 荧光单分子技术
1.2.1 荧光单分子技术的原理
单分子荧光产生的原理可用分子能级图代以描述,如图1[23]。图中S0,S1和S2分别表示分子的基态、第一和第二电子激发单重态。当分子吸光成为激发态分子后,分子中的电子从基态向激发态跃迁。处在较高激发态内的电子通常不太稳定,会通过振动松驰或非辐射内转化的方式返回基态。