Fluorescence Correlation Spectroscopy: Theory and Application to Langmuir Monolayers

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Tulkki, Jukka
dc.contributor.author Parkkila, Petteri
dc.date.accessioned 2015-06-24T11:21:14Z
dc.date.available 2015-06-24T11:21:14Z
dc.date.issued 2015-06-10
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/16841
dc.description.abstract Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is a powerful statistical method, which utilizes an autocorrelation analysis of fluorescence intensity fluctuations. Fitting the analytic autocorrelation function to the experimental correlation data makes it possible to quantify time-scales of relevant biophysical properties, such as translational diffusion, triplet state blinking, and chemical reactions. The first part of the thesis presents the fundamental theoretical aspects relevant to the FCS analysis, beginning with the propagation of laser light in a confocal system. Aspects of fluorescence radiation, confocal microscopy, and autocorrelation analysis are examined in a systematic manner. The final chapter of the theoretical part introduces Langmuir monolayers, which are the model membranes of choice for the biophysical experiments concerning oxidative stress. The oxidatively modified lipids influence important membrane properties and functions. In the second part of the thesis, pressure-dependent diffusion times of fluorophore-probed lipids are investigated in Langmuir monolayers consisting of 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycerol-3-phosphocholine (POPC), sphingomyelin (SM), cholesterol (Chol) and oxidatively truncated phospholipids. The measurements using FCS and wide-field microscopy combined with a custom-built Langmuir monolayer trough quantitatively confirm that oxidative phosphatidylcholines prevent the disintegration of the SM/Chol-enriched lipid domains. To the author's knowledge, these are the first FCS results on miscibility transition in "raft mixture" lipid monolayers, verifying the previous results obtained using Brewster angle microscopy on such lipid monolayers. en
dc.description.abstract Fluoresenssikorrelaatiospektroskopia on tehokas tilastolliseen analyysiin pohjautuva tutkimusmenetelmä, joka perustuu fluoresenssivalon ajallisen vaihtelun tutkimiseen autokorrelaation avulla. Analyyttisen autokorrelaatiofunktion sovittaminen kokeelliseen korrelaatiodataan mahdollistaa erilaisten biofysikaalisten prosessien, kuten diffuusion, triplettisiirtymisten sekä kemiallisten reaktioiden aikaskaalojen määrittämisen. Diplomityön ensimmäinen osa käsittelee fluoresenssikorrelaatiospektroskopian teoriaa lähtien laservalon etenemisestä optisessa systeemissä. Tämän jälkeen käydään systemaattisesti läpi fluoresenssi-ilmiön, konfokaalimikroskopian sekä autokorrelaatioanalyysin perusperiaatteet. Lopuksi perehdytään Langmuir-lipidikalvoihin, jotka toimivat solukalvomalleina työn kokeellisessa osiossa. Lipidien hapettumisen on tutkimuksissa todettu vaikuttavan solukalvojen rakenteeseen ja toiminnallisuuteen. Diplomityön toisessa osassa 1-palmitoyyli-2-oleoyyli-sn-glyseroli-3-fosfatidyylikoliinista (POPC), sfingomyeliinistä (SM) ja kolesterolista (Chol) koostuvien yksikerroksisten Langmuir-lipidikalvojen diffuusio-ominaisuuksia tutkittiin hapettuneiden lipidien läsnäollessa. Fluoresenssikorrelaatiospekroskopian sekä fluoresenssimikroskopian avulla voidaan kvantitatiivisesti näyttää, että hapettuneet fosfolipidit pitkittävät sfingomyeliinistä ja kolesterolista koostuvien järjestyneiden alueiden hajoamista kalvon paineen kasvaessa. Tämä vahvistaa aikaisemmat Brewsterin kulmien analyysiin perustuvalla mikroskopialla saadut tulokset. fi
dc.format.extent 55 + 9
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Fluorescence Correlation Spectroscopy: Theory and Application to Langmuir Monolayers en
dc.title Fluoresenssikorrelaatiospektroskopian teoria ja soveltaminen Langmuir-lipidikalvoihin fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword fluorescence correlation spectroscopy en
dc.subject.keyword confocal microscopy en
dc.subject.keyword langmuir monolayers en
dc.subject.keyword oxidative stress en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201506303503
dc.programme.major Biologinen tekniikka fi
dc.programme.mcode F3013 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Kinnunen, Paavo
dc.programme BIO - Bioinformaatioteknologia fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account