Single-molecule imaging with super-resolution

超分辨率单分子成像

基本信息

批准号：
8217278
负责人：
ALICE Y TING
金额：
$ 49.76万
依托单位：
MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
依托单位国家：
美国
项目类别：
财政年份：
2009
资助国家：
美国
起止时间：
2009-04-01 至 2014-01-31
项目状态：
已结题

项目摘要

The objective of the proposed work is to push the boundaries of biological imaging, so that it will be routinely possible to image specific cellular molecules with exceptional spatial resolution (2-3 nm) and high sensitivity (i.e., single molecules can be detected). If we are successful, our technologies will allow any cell biologist to study any biological process, inside living cells, with unprecedented accuracy. Current technology allows detection of single molecules in vitro but not routinely inside living cells, and sub- diffraction far-field optical imaging can currently be performed at 20-30 nm resolution on fixed, but not living cells. In our view, the major challenge to improving single-molecule and super-resolution imaging is the lack of suitable fluorescent probes. We plan to solve this problem in three parts. First, we will design and synthesize new fluorescent probes which are extremely bright and photostable, but can also be delivered into the cytoplasm of living cells and remain well-solubilized. Second, we will develop novel methods for conjugating these fluorophores to specific cellular proteins of interest. Third, we will develop physical methods for enhancing the fluorescence emission of existing fluorophores, while minimizing background from cellular autofluorescence. All these new molecules and techniques will be collectively applied to perform ultra-sensitive, high resolution optical imaging on fixed and living cells.

拟议工作的目的是突破生物成像的界限，因此通常可以将特定的细胞分子与特殊的特定细胞分子成像空间分辨率（2-3 nm）和高灵敏度（即可以检测到单分子）。如果我们是成功的，我们的技术将允许任何细胞生物学家研究任何生物学过程，在活细胞内部，具有前所未有的精度。当前的技术允许在体外检测单分子，但不常规在活细胞内检测衍射远场光学成像目前可以在20-30 nm的分辨率上进行固定但不是活细胞。我们认为，改善单分子的主要挑战超分辨率成像是缺乏合适的荧光探针。我们计划解决这个问题分为三个部分。首先，我们将设计和合成新的荧光探针非常明亮且可光的，但也可以输送到细胞质中活细胞并保持良好的碱性化。其次，我们将开发新的方法将这些荧光团结合到感兴趣的特定细胞蛋白上。第三，我们会的开发物理方法来增强现有的荧光发射荧光团，同时最大程度地减少细胞自荧光的背景。所有这些新分子和技术将集体应用于执行超敏感的高敏感在固定细胞和活细胞上分辨率光学成像。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Single-molecule-based super-resolution images in the presence of multiple fluorophores.

DOI：
10.1021/nl203560r
发表时间：
2011-11-09
期刊：
Nano letters
影响因子：
10.8
作者：
Simonson PD;Rothenberg E;Selvin PR
通讯作者：
Selvin PR

Photoswitching mechanism of cyanine dyes.

DOI：
10.1021/ja904588g
发表时间：
2009-12-30
期刊：
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子：
15
作者：
Dempsey, Graham T.;Bates, Mark;Kowtoniuk, Walter E.;Liu, David R.;Tsien, Roger Y.;Zhuang, Xiaowei
通讯作者：
Zhuang, Xiaowei

Site-specific protein modification using lipoic acid ligase and bis-aryl hydrazone formation.