Optical probing of single fluorescent molecules and proteins

ChemPhysChem

Volumn 2, Issue 6, 2001, Pages 347-360

  García Parajó, María F ^a   Veerman, Joost A ^a   Bouwhuis, Rudo ^a   Vallée, Renaud ^a   Van Hulst, Niek F ^a  

^a UNIVERSITY OF TWENTE   (Netherlands)

Author keywords

Blinking; Green fluorescent protein; Near field scanning optical microscopy; Quantum jumps; Single molecule microscopy

Indexed keywords

FLUORESCENCE; MOLECULAR OXYGEN; MOLECULES; OPTICAL DATA STORAGE; PROTEINS;

AUTOFLUORESCENT PROTEINS; BLINKING; GREEN FLUORESCENT PROTEIN; NEAR FIELD OPTICAL MICROSCOPY; QUANTUM JUMPS; SINGLE-MOLECULE ANALYSIS; SINGLE-MOLECULE DETECTION; SINGLE-MOLECULE MICROSCOPY;

NEAR FIELD SCANNING OPTICAL MICROSCOPY;

EID: 0012713201     PISSN: 14394235     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/1439-7641(20010618)2:6<347::AID-CPHC347>3.0.CO;2-7     Document Type: Review

References (97)

1. A. Janshoff, M. Neitzert, Y. Oberdörfer, H. Fuchs, Angew. Chem. 2000, 112, 3346;
2. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3212.
3. J. K. Gimzewski, C. Joachim, Science 1999, 283, 1683.
4. E. Betzig, R. J. Chichester, Science 1993, 262, 1422.
5. Th. Schmidt, G. J. Schütz, W. Baumgartner, H. J. Gruber, H. Schindler, J. Phys. Chem. 1995, 99, 17662.
6. R. M. Dickson, D. J. Norris, Y. L. Tzeng, W. E. Moerner, Science 1996, 274, 966.
7. M. A. Bopp, A. J. Meixner, G. Tarrach, I. Zschokke-Gränacher, L. Novotny, Chem. Phys. Lett. 1996, 263, 721.
8. A. G. T. Ruiter, J. A. Veerman, M. F. García-Parajó, N. F. van Hulst, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7318.
9. X. N. Xu, E. S. Yeung, Science 1997, 275, 1106.
10. T. Ha, T. Enderle, D. S. Chemla, P. R. Selvin, S. Weiss, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3979.
11. T. Ha, J. Glass, T. Enderle, D. S. Chemla, S. Weiss, Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2093.
12. T. Ha, T. A. Laurence, D. S. Chemla, S. Weiss, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6839.
13. J. K. Trautman, J. J. Macklin, L. E. Brus, E. Betzig, Nature 1994, 369, 40.
14. J. J. Macklin, J. K. Trautman, T. D. Harris, L. E. Brus, Science 1996, 272, 255.
15. J. K. Trautman, J. J. Macklin, Chem. Phys. 1996, 205, 221.
16. X. S. Xie, Acc. Chem. Res. 1996, 29, 598.
17. H. P. Lu, X. S. Xie, Nature 1997, 385, 143.
18. H. P. Lu, L. Xun, X. S. Xie, Science 1998, 282, 1877.
19. Single Molecule Detection, Imaging, and Spectroscopy (Eds.: T. Basché, W. E. Moerner, M. Orrit, U. P. Wild), VCH, Weinheim, 1997.
20. X. S. Xie, J. K. Trautman, Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 441.
21. W. E. Moerner, M. Orrit, Science 1999, 283, 1670.
22. W.-T. Yip, D. Hu, J. Yu, D. A. Vanden Bout, P. F. Barbara, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7564.
23. D. A. Vanden Bout, W.-T. Yip, D. Hu, D.-K. Fu, T. M. Swager, P. F. Barbara, Science 1997, 277, 1074.
24. J. A. Veerman, M. F. García-Parajó, L. Kuipers, N. F. van Hulst, Phys. Rev. Lett. 1999, 53, 2155.
25. M. Sauer, K. H. Drexhage, U. Lieberwirth, R. Müller, S. Nord, C. Zander, Chem. Phys. Lett. 1998, 284, 153.
26. Y. Harada, T. Funatsu, K. Murakami, Y. Nonoyama, A. Ishihama, T. Yanagida, Biophys. J. 1999, 76, 709.
27. L. Edman, U. Mets, R. Rigler, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 6710.
28. Y. Jia, A. Sytnik, L. Li, S. Vladimirov, B. S. Cooperman, R. M. Hochstrasser, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 7932.
29. T. Ha, T. Enderle, D. F. Ogletree, D. S. Chemla, P. R. Selvin, S. Weiss, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 6264.
30. S. Weiss, Science 1999, 283, 1676.
31. S. Weiss, Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 724.
32. Y. Ishii, T. Yanagida, Single Mol. 2000, 1, 5.
33. J. Yu, D. Hu, P. F. Barbara, Science 2000, 289, 1327.
34. T. Huser, M. Yan, L. J. Rothberg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 11 187.
35. J. Hofkens, M. Maus, T. Gensch, T. Vosch, M. Cotlet, F. Köhn, A. Herrmann, K. Müllen, F. De Schryver, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9278.
36. J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum, New York, NY, 1983.
37. J. Mertz, C. Xu, W. W. Webb, Opt. Lett. 1995, 20, 2532.
38. E. J. Sanchez, L. Novotny, G. R. Holtom, X. S. Xie, J. Phys. Chem. 1997, 101, 7019.
39. C. Eggeling, L. Brand, C. A. M. Seidel, Bioimaging 1997, 5, 105.
40. H. Yokota, K. Saito, T. Yanagida, Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 4606.
41. S. Nie, S. R. Emory, Science 1997, 275, 1102.
42. K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, M. S. Field, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1667.
43. L. H. Sterling, Introduction to Physical Polymer Science, 2nd ed., Wiley, New York, NY, 1992.
44. P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, Ithaca, NY, 1953.
45. V. P. Privalko, Y. S. Lipatov, Makromol. Chem. 1972, 175, 641.
46. W. Pechnold, IUPAC Prepr. 1971, 789.
47. J. E. Guillet, Polymer Photophysics and Photochemistry: An Introduction to the Study of Photoprocesses in Macromolecules, Cambridge University Press, Cambridge, 1985.
48. E. A. Prado, S. B. Yamaki, T. D. Z. Atvars, O. E. Zimerman, R. G. Weiss, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5905, and references therein.
49. J. A. Veerman, M. F. García-Parajó, L. Kuipers, N. F. van Hulst, J. Microsc. 1999, 194, 477.
50. N. F. van Hulst, J. A. Veerman, M. F. García-Parajó, L. Kuipers, J. Chem. Phys. 2000, 112, 7799.
51. G. S. Harms, M. Sonnleitner, G. J. Schütz, H. J. Gruber, T. Schmidt, Biophys. J. 1999, 77, 2864.
52. T. Kajiyama, K. Tanaka, A. Takahara, Macromolecules 1997, 30, 280.
53. R. A. Jones, R. W. Richards, Polymers at Surfaces and Interfaces, Cambridge University Press, Cambridge, 1999, p. 53.
54. "Single-Molecule Detection with a Near-Field Optical Microscope": J. A. Veerman, Ph.D. thesis, University of Twente (The Netherlands), 1999.
55. A. M. North, Molecular Behaviour and the Development of Polymer Materials, Chapman and Hall, London, 1975.
56. K. Sienicki, S. Blonski, G. Durocher, J. Phys. Chem. 1991, 95, 1576.
57. S. Draxler, M. E. Lippitsch, I. Klimant, H. Kraus, O. S. Wolfbeis, J. Phys. Chem. 1995, 99, 3162.
58. X. S. Xie, R. C. Dunn, Science 1994, 265, 361.
59. W. P. Ambrose, P. M. Goodwin, J. C. Martin, R. A. Keller, Science 1994, 265, 364.
60. P. Tinnefeld, V. Buschmann, D.-P. Herten, K.-T. Han, M. Sauer, Single Mol. 2000, 1, 215.
61. M. Orrit, J. Bernard, Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 2716.
62. T. Basché, S. Kummer, C. Bräuchle, Nature 1995, 373, 132.
63. T. Ha, T. Enderle, D. S. Chemla, P. R. Selvin, S. Weiss, Chem. Phys. Lett. 1997, 271, 1.
64. N. J. Turro, Modern Molecular Photochemistry, University Science Books, Mill Valley, CA, 1991.
65. J. M. Charlesworth, T. H. Gan, J. Phys. Chem. 1996, 100, 14 922.
66. R. N. Haward, R. J. Young, The Physics of Glassy Polymers, 2nd ed., Chapman & Hall, London, 1997, p. 110.
67. K. D. Weston, S. K. Buratto, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 3635.
68. K. D. Weston, P. J. Carson, J. A. DeAro, S. K. Buratto, Chem. Phys. Lett. 1999, 308, 58.
69. K. D. Weston, P. J. Carson, H. Metiu, S. K. Buratto, J. Chem. Phys. 1998, 109, 7474.
70. D. S. English, A. Furube, P. F. Barbara, Chem. Phys. Lett. 2000, 324, 15.
71. K. Schmidt-Rohr, A. S. Kulik, H. W. Beckham, A. Ohlemacher, U. Pawelzik, C. Boeffel, H. W. Spiess, Macromolecules 1994, 27, 4733.
72. Green Fluorescent Protein: Properties, Applications and Protocols (Eds.: M. Chalfie, S. Kain), Wiley, New York, NY, 1998.
73. R. Y. Tsien, Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 509.
74. M. Chalfie, Y. Tu, G. Euskirchen, W. W. Ward, D. C. Prasher, Science 1994, 263, 802.
75. R. Heim, D. C. Prasher, R. Y. Tsien, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994, 91, 12 501.
76. B. G. Reid, G. C. Flynn, Biochemistry 1997, 36, 6786.
77. M. Chattoraj, B. A. King, G. U. Bublitz, S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 8362.
78. A. B. Cubitt, R. Heim, S. R. Adams, A. E. Boyd, L. A. Gross, R. Y. Tsien, Trends Biochem. Sci. 1995, 20, 448.
79. K. Brejc, T. K. Sixma, P. A. Kitts, S. R. Kain, R. Y. Tsien, M. Ormo, S. J. Remington, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 2306.
80. H. Lossau, A. Kummer, R. Heinecke, F. Pöllinger-Dammer, C. Kompa, T. Jonsson, C. M. Silva, M. M. Yang, D. C. Youvan, M.-E. Michel-Beyerle, Chem. Phys. 1996, 213, 1.
81. A. Kummer, C. Kompa, H. Lossau, F. Pöllinger-Dammer, M. E. Michel-Beyerle, C. M. Silva, E. J. Bylina, W. J. Coleman, M. M. Yang, D. C. Youvan, Chem. Phys. 1998, 237, 183.
82. T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramaniam, T. M. Jovin, S. Völker, Nat. Struct. Biol. 1999 6, 557.
83. T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramaniam, T. M. Jovin, S. Völker, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 2974.
84. D. W. Pierce, N. Hom-Booher, R. D. Vale, Nature 1997, 388, 338.
85. R. M. Dickson, A. B. Cubitt, R. Y. Tsien, W. E. Moerner, Nature 1997, 388, 355.
86. W. E. Moerner, E. J. G. Peterman, S. Brasselet, S. Kummer, R. M. Dickson, Cytometry 1999, 36, 232.
87. M. F. García-Parajó, J.-A. Veerman, G. M. J. Segers-Nolten, B. G. de Grooth, J. Greve, N. F. van Hulst, Cytometry 1999, 36, 239.
88. E. J. G. Peterman, S. Brasselet, W. E. Moerner, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10553.
89. G. Jung, S. Mais, A. Zumbusch, C. Bräuchle, J. Phys. Chem. A 2000, 104, 873.
90. A. J. W. G. Visser, M. A. Hink, J. Fluoresc. 1999, 9, 81.
91. J. Widengren, U. Mets, R. Rigler, Chem. Phys. 1999, 250, 171.
92. U. Haupts, S. Maiti, P. Schwille, W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 13 573.
93. P. Schwille, S. Kummer, A. A. Heikal, W. E. Moerner, W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 151.
94. W. Weber, V. Helms, J. A. McCammon, P. W. Langhoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 6177.
95. M. F. García-Parajó, G. M. J. Segers-Nolten, J.-A. Veerman, J. Greve, N. F. van Hulst, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 7237.
96. A. Zumbusch, G. Jung, Single Mol. 2000, 1, 261.
97. K. Kitamura, M. Tokunaga, A. H. Iwane, T. Yanagida, Nature 1999, 397, 129.