相較於傳統PCR檢測等生物化學方法，僅能得到「一團」分子的平均結果；單分子技術(single-molecule techniques)主要是觀察「個別」分子特性和反應過程。

其中，全內角反射螢光顯微鏡（Total Internal Reflection Fluorescence, TIRF）是單分子研究的基礎關鍵技術，將照明限制在較淺的深度、有效減少背景訊號；再搭配螢光共振能量轉移（Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET）等技術，便可觀察分子移動以及分子間相互作用。

中研院單分子生物核心實驗室便利用多光路全內反射顯微鏡，並結合FRET技術，來偵測蛋白質與DNA分子間的交互作用：包括觀察解旋酶 (Helicase) 解開DNA雙股螺旋成單股的過程，以及抗癌藥物對拓撲異構酶(Topoisomerase 2) 功能的動態干擾過程。

研究人員表示，實驗室的TIRF顯微鏡包含485、532、640 nm三個常用波長的雷射光源，且可自動調節入射光源角度及漸逝波穿透深度。加上TIRF顯微鏡觀察深度大約在200奈米左右，恰好細胞膜上非常多通道位置都接近此深度，因此是很好的藥物動力學研究工具，並且可進一步應用於藥物篩選。

由於光線入射深度與入射角度、介質和波長有關。使用一般手動TIRF顯微鏡時，需耗費時間調校正確角度。

Olympus 的自動TIRF顯微鏡採用4 Line 系統，四道雷射具有獨立光束路徑，單獨電動角度控制可確保相等的漸逝穿透力 (±1 nm)，以最小的背景雜訊產生高對比度影像；研究者也能依此搭配、架設符合需求的研究模組。

^{採訪編輯：楊雅棠}