Analysis of photobleaching in single-molecule multicolor excitation and Förster resonance energy transfer measurements

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 110, Issue 9, 2006, Pages 2979-2995

  Eggeling, Christian ^a   Widengren, Jerker ^b   Brand, Leif ^c   Schaffer, Jörg ^d   Felekyan, Suren ^e   Seidel, Claus A M ^e  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR BIOPHYSICAL CHEMISTRY   (Germany)

^b ALBANOVA UNIVERSITY CENTER   (Sweden)

^c VDI Technologiezentrum GmbH   (Germany)

^d CARL ZEISS SMT AG   (Germany)

^e HEINRICH HEINE UNIVERSITY   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACCEPTOR DETECTION CHANNELS; ACCEPTOR PHOTOBLEACHING; MULTICOLOR; SINGLE-MOLECULE FLUORESCENCE;

CHROMOPHORES; COLOR; ENERGY TRANSFER; FLUORESCENCE; LASER APPLICATIONS; RESONANCE;

ELECTRIC EXCITATION;

CARBOCYANINE; COLORING AGENT; CYANINE DYE 5; DNA;

ARTICLE; BLEACHING; COLOR; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; LASER; METHODOLOGY; PHOTON; SPECTROFLUOROMETRY;

CARBOCYANINES; COLOR; COLORING AGENTS; DNA; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; LASERS; PHOTOBLEACHING; PHOTONS; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE;

EID: 33645678319     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp054581w     Document Type: Article

References (76)

1. Lakowicz, J. R. Principles of fluorescence spectroscopy; Plenum Press: New York, 1999.
2. Moerner, W. E.; Kador, L. Phys. Rev. Lett. 1989, 62, 2535.
3. Orrit, M.; Bernard, J. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 2716.
4. Shera, E. B.; Seitzinger, N. K.; Davis, L. M.; Keller, R. A.; Soper, S. A. Chem. Phys. Lett. 1990, 174, 553.
5. Rigler, R.; Mets, Ü.; Widengren, J.; Kask, P. Eur. Biophys. J. 1993, 22, 169.
6. Eigen, M.; Rigler, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1994, 91, 5740.
7. Nie, S.; Chiu, D. T.; Zare, R. N. Anal. Chem. 1995, 67, 2849.
8. Zander, C.; Sauer, M.; Drexhage, K. H.; Ko, D. S.; Schulz, A.; Wolfrum, J.; Brand, L.; Eggeling, C.; Seidel, C. A. M. Appl. Phys. B 1996, 63, 517.
9. Xie, X. S.; Trautmann, J. K. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 441.
10. Deniz, A. A.; Dahan, M.; Grunwell, J. R.; Ha, T.; Faulhaber, A. E.; Chemla, D. S.; Weiss, S.; Schnltz, P. G. Proc, Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3670.
11. Ambrose, W. P.; Goodwin, P. M.; Jett, J. H.; van Orden, A.; Werner, H. J.; Keller, R. A. Chem. Rev. 1999, 99, 2929.
12. Tinnefeld, P.; Sauer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2642.
13. Fluorescence Correlation Spectroscopy-Theory and Applications; Rigler, R., Elson, E. L., Eds.; Springer: Berlin, Heidelberg, 2001.
14. Magde, D.; Elson, E. L.; Webb, W. W. Phys. Rev. Lett. 1972, 29, 705.
15. Fries, J. R.; Brand, L.; Eggeling, C.; Köllner, M.; Seidel, C. A. M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6601.
16. Chen, Y.; Müller, J. D.; So, P. T. C.; Gratton, E. Biophys. J. 1999, 77, 553.
17. Kask, P.; Palo, K.; Ullmann, D.; Gall, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 13756.
18. Schwille, P.; Meyer-Almes, F. J.; Rigler, R. Biophys. J. 1997, 72, 1878.
19. Kask, P.; Palo, K.; Fay, N.; Brand, L.; Mets, Ü.; Ullmann, D.; Jungmann, J.; Pschorr, J.; Gall, K. Biophys. J. 2000, 78, 1703.
20. Chen, Y.; Tekmen, M.; Hillesheim, L.; Skinner, J.; Wu, B.; Müller, J. D. Biophys. J. 2005, 88, 2177.
21. Eggeling, C.; Berger, S.; Brand, L.; Fries, J. R.; Schaffer, J.; Volkmer, A.; Seidel, C. A. M. J. Biotechnol. 2001, 86, 163.
22. Kühnemuth, R.; Seidel, C. A. M. Single Mol. 2001, 2, 251.
23. van Orden, A.; Machara, N. P.; Goodwin, P. M.; Keller, R. A. Anal. Chem. 1998, 70, 1444.
24. Eggeling, C. Ph.D. Thesis, Georg-August-Universität Göttingen, 1999 (in German).
25. Prummer, M.; Hübner, C. G.; Sick, B.; Hecht, B.; Renn, A.; Wild, U. P. Anal. Chem. 2000, 72, 443.
26. Herten, D. P.; Tinnefeld, P.; Sauer, M. Appl. Phys. B 2000, 71, 765.
27. Deniz, A. A.; Laurence, T. A.; Dahan, M.; Chemla, D. S.; Schultz, P. G.; Weiss, S. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 233.
28. Eggeling, C.; Schaffer, J.; Volkmer, A.; Seidel, C. A. M.; Brand, L.; Jäger, S.; Gall, K. Proc. Biosensor 2001, http://w210.ub.uni-tuebingen.de/ portal/BioSensor2001.
29. Margittai, M.; Widengren, J.; Schweinberger, E.; Schröder, G. F.; Felekyan, S.; Haustein, E.; König, M.; Fasshauer, D.; Grubrmüller, H.; Jahn, R.; Seidel, C. A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 15516.
30. Rothwell, P. J.; Berger, S.; Kensch, O.; Felekyan, S.; Antonik, M.; Wöhrl, B. M.; Restle, T.; Goody, R. S.; Seidel, C. A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 1655.
31. Kapanidis, A. N.; Lee, N. K.; Laurence, T. A.; Doose, S.; Margeat, E.; Weiss, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 8936.
32. Widengren, J.; Kudryavtsev, V.; Antonik, M.; Berger, S.; Gerken, M.; Seidel, C. A. M. Anal. Chem., in press.
33. Diez, M.; Zimmermann, B.; Börsch, M.; König, M.; Schweinberger, E.; Steigmiller, S.; Reuter, R.; Felekyan, S.; Kudryavtsev, V.; Seidel, C. A. M.; Gräber, P. Nat. Struct. Mol. Biol. 2004, 11, 135.
34. Laurence, T. A.; Kapanidis, A. N.; Kong, X.; Chemla, D. S.; Weiss, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3051.
35. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 2, 55.
36. Clegg, R. M. Methods Enzymol. 1992, 211, 353.
37. Van Der Meer, B. W.; Coker, G. I.; Chen, S. Y. S. Resonance Energy Transfer: Theory and Data; VCH Publishers: New York, 1994.
38. Resonance Energy Transfer, Andrews, D. L., Demidov, A. A., Eds.; John Wiley & Sons: Chicester, U.K., 1999.
39. Ha, T. Methods 2001, 25, 78.
40. Jares-Erijman, E. A.; Jovin, T. M. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1387.
41. Sekar, R. B.; Periasamy, A. J. Cell Biol. 2003, 160, 629.
42. Kohl, T.; Heinze, K. G.; Kuhlemann, R.; Koltermann, A.; Schwille, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12161.
43. Eggeling, C.; Kask, P.; Winkler, D.; Jäger, S. Biophys. J. 2005, 89, 605.
44. Eggeling, C.; Jäger, S.; Winkler, D.; Kask, P. Curr. Pharm. Biotechnol. 2005, 6, 351.
45. Schuler, B.; Lipman, E. A.; Eaton, W. A. Nature 2002, 419, 743.
46. Müller, B. K.; Zaychikov, E.; Bräuchle, C.; Lamb, D. C. Biophys. J. 2005, 89, 3508.
47. Eggeling, C.; Widengren, J.; Rigler, R.; Seidel, C. A. M. In Applied fluorescence in chemistry, biology and medicine; Rettig, W., Strehmel, B., Schrader, M., Seifert, H., Eds.; Springer: Berlin, 1999; p 193.
48. Eggeling, C.; Widengren, J.; Rigler, R.; Seidel, C. A. M. Anal. Chem. 1998, 70, 2651.
49. Eggeling, C.; Volkmer, A.; Seidel, C. A. M. ChemPhysChem 2005, 6, 791.
50. Anbar, M.; Hart, E. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 5633.
51. Khoroshilova, E. V.; Nikogosyan, D. N. J. Photochem. Photobiol., B 1990, 5, 413.
52. Damjanovic, S.; Vereb, G.; Schaper, A.; Jenei, A.; Matko, J.; Starink, J. P. P.; Fox, G. Q.; Arndt-Jovin, D. J.; Jovin, T. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 1122.
53. Mekler, V. M.; Averbakh, A. Z.; Sudarikov, A. B.; Kharitonova, O. V. J. Photochem. Photobiol., B 1997, 40, 278.
54. Wouters, F. S.; Bastiaens, P. I. H. Curr. Biol. 1999, 9, 1127.
55. Neher, R.; Neher, E. J. Microsc. 2004, 213, 46.
56. Zal, T.; Gacoigne, N. R. J. Biophys. J. 2004, 86, 3923.
57. Ha, T.; Xu, J. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 223002.
58. Bates, M.; Blosser, T. R.; Zhuang, X. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 108101.
59. Heilemann, M.; Margeat, E.; Kasper, R.; Sauer, M.; Tinnefeld, P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3801.
60. Hofkens, J.; Collet, M.; Vosch, T.; Tinnefeld, P.; Weston, K. D.; Ego, C.; Grimsdale, A.; Müllen, K.; Beljonne, D.; Bredas, J. L.; Jordens, S.; Schweitzer, G.; Sauer, M.; de Schryver, F. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 13146.
61. Tinnefeld, P.; Buschmann, V.; Weston, K. D.; Sauer, M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 323.
62. Widengren, J.; Mets, Ü Rigler, R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13368.
63. Widengren, J.; Rigler, R. Bioimaging 1996, 4, 149.
64. Widengren, J.; Schwille, P. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6416.
65. Widengren, J.; Seidel, C. A. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 3435.
66. Widengren, J.; Schweinberger, E.; Berger, S.; Seidel, C. A. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 6851.
67. Eggeling, C.; Fries, J. R.; Brand, L.; Günther, R.; Seidel, C. A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 1556.
68. Hansen, R. L.; Zhu, X. R.; Harris, J. M. Anal. Chem. 1998, 70, 1281.
69. Mertz, J. Eur. Phys. J. D 1998, 3, 53.
70. Dittrich, P. S.; Schwille, P. AppL Phys. B 2001, 73, 829.
71. Reindl, S.; Penzkofer, A. Chem. Phys. 1996, 211, 431.
72. Larkin, J. M.; Donaldson, W. R.; Foster, T. H.; Knox, R. S. Chem. Phys. 1999, 244, 319.
73. English, D. S.; Harbron, E. J.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9057.
74. Huang, Z.; Ji, D.; Xia, A. Colloids Surf., A 2005, 257-258, 203.
75. Gregor, I.; Patra, D.; Enderlein, J. ChemPhysChem 2004, 5, 1.
76. Widengren, J.; Eggeling, C.; Seidel, C. A. M. Manuscript in preparation.