介绍福斯特共振能量转移(FRET)

涉及荧光显微镜在生物应用中,福斯特的应用共振能量转移(FRET)技术大大增加了。这种技术允许分子相互作用和构象变化。通过福斯特机制,通过非辐射的发生荧光能量转移,库仑,偶极-偶极相互作用,仍然活跃在10到100的范围内。这使得烦恼适合探测纳米技术流程。

共振能量转移

库仑,偶极-偶极相互作用需要一个受体的吸收光谱重叠和供体发射,连同适当的偶极子取向的转变。这种交互是很明显的在10到100的范围,使它适合跟踪分子相互作用和纳米尺度上确定的距离。这个事实是利用显微镜检查超出了光学衍射极限的交互。图1显示了非辐射共振耦合的可能性从捐赠(D)受体(A)作为供体的一个可选的方式回到基态。

图1所示。共振能量转移方案,使用亚布隆斯基图所示。

图2。表示的光谱重叠(J)捐赠(D)发射和接收器(a)的吸收。

图2显示了光谱的强度重叠,杰出的重叠积分(J);J可以显示,

这导致了关键传输距离,也称为福斯特的距离(R₀);至关重要的传输距离是能量传递的距离是50%有效的。公式如下所示:

在哪里n代表折射率,Φ_d是供体荧光量子产率,κ跃迁偶极子的取向因子。对于一个随机取向κ²是2/3,激发态的可能性的距离供体发射荧光或转移能量是50%。

能量转移的速度(k_等)可以表现为,

τ_d代表了捐献者的荧光寿命,没有一个受体的存在。上面所示的方程表明,有一个R⁶距离依赖能量转移的速度,影响一生的供体受体的存在(τ_达)。这R⁶依赖项的使用烦恼它的灵敏度。当捐赠者一生测量,它允许能量传递的效率(E)和(R)的距离来衡量。只有当丝捐赠τ的生命周期_d众所周知,福斯特的距离(R₀)也以特定的系统研究。

图3。亲距离对捐献者一生的影响和担心效率。

图3显示了亲距离的影响能量传递的效率和捐赠。这表明地区最敏感的距离是R的0.5到1.5倍₀价值。

应用程序的烦恼

推荐烦恼对通常有特定的应用程序。他们可能是免费的或固定的解决方案。在前者情况下,溶剂必须有高粘度缩短分子扩散长度对R₀。这种方法需要更多的受体数量和信息可以安装在拉伸指数的一种形式。扩散可以包括通过Yokota-Tanimoto配件做一定的调整。

一对烦恼的最佳R₀是40到60之间,以利用其纳米尺度距离的能力。然而,距离信息可能暴露,如过渡偶极子的方向必须占。因此,分析研究的结果也应该考虑是否相对方位和距离的受体和捐赠者也变化。

结论

烦恼已经在许多应用程序使用。几个例子包括microheterogenous特征、光合系统、聚合物、蛋白质相互作用,蛋白质的构象,媒体,和生物传感器。总之,主要的使用烦恼就是有一个需要确定距离对纳米尺度上的变化,通过两个分子接近,相互作用或高分子。

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