Fluoresenssin fluktuaatiospektroskopia käyttäen asynkronista fotonilaskentaa
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2007
Department
Major/Subject
Sovellettu elektroniikka
Mcode
S-66
Degree programme
Language
fi
Pages
90
Series
Abstract
Fluoresenssifluktuaatiospektroskopia hyödyntää näytteen emittoiman fluoresenssivalon fluktuaatioita biokemiallisten prosessien tutkimisessa. Mitatusta fluoresenssisignaalista saadaan tilastollisten analyysien avulla laskettua mm.fluoresoivan molekyylin konsentraatio, koko ja kirkkaus. Fluoresenssikorrelaatiospektroskopia (FCS, Fluorescence Correlation spectroscopy) tutkii fluktuaatioiden vaimenemista ajan funktiona, fotonilaskentahistogrammi (PCH, photon counting histogram) fluktuaatioiden amplitudijakaumaa ja momenttianalyysi amplitudijakauman momentteja. Tästä seuraa että FCS:llä havaitaan molekyylien kokoeroja ja PCH:lla kirkkauseroja, eli menetelmät antavat komplementaarista tietoa tutkittavasta näytteestä. Momenttianalyysi tarjoaa puolestaan nopean ja helpon tavan laskea fluktuaation amplitudi. Diplomityön tarkoituksena oli rakentaa kaksoisfotoni-analysaattori fluoresenssin fluktuaatioiden mittaamiseen, sekä toteuttaa ja soveltaa edellä mainittuja tilastollisia analyysimenetelmiä asynkronisesti mitattuun dataan. Useimmat kaupalliset laitteet laskevat autokorrelaatiokäyrän suoraan synkronisesti mitatusta fluoresenssista, tallentamatta mittadataa muistiin. Tästä johtuen PCH:ta ja momenttianalyysia ei voida hyödyntää. Diplomityössä hyödynnetään asynkronista fotonilaskentaa, jossa ainoastaan fotonien saapumisajat tallennetaan. Datan määrä pienenee huomattavasti, mikä mahdollistaa mittadatan tallentamisen ja muiden analyysimenetelmien soveltamisen. Fotonien saapumisajat tallennettiin ArcDian valmistamalla tiedonkeruukortilla ja analyysimenetelmät toteutettiin LabView ohjelmalla ja C-kielellä. Analyysimenetelmien toteutus ja kaksoisfotonianalysaattorin toiminta todettiin mittaamalla erikokoisia ja kirkkaudeltaan erilaisia leimamolekyylejä. Saadut tulokset tukevat teoriaa. FCS erotti hyvin erikokoisia molekyylejä, mutta ei pystynyt havaitsemaan molekyylien kirkkauseroja. PCH:lla puolestaan havaittiin selkeästi molekyylien kirkkauserot. Momenttianalyysillä saadut tulokset ovat yhdenmukaisia FCS tulosten kanssa. Tämä lisäksi mitattiin tiedonkeruuelektroniikan hukka-aika, joka osoittautui varsinkin PCH mittauksia ajatellen haitallisen suureksi. Mittaustuloksista nähtiin että rakentamamme kaksoisfotonianalysaattori soveltuu hyvin fluoresenssin fluktuaation mittauksiin, kunhan mittauselektroniikan hukka-ajan asettamat rajoitukset huomioidaan.Description
Supervisor
Sepponen, RaimoThesis advisor
Hänninen, PekkaToivonen, Juha
Keywords
FCS, FCS, PCH, PCH, moment analysis, momenttianalyysi, asynchronous photon couting, asynkroninen fotonilaskenta