基于四甲基联苯胺和吖啶橙间荧光共振能量转移的比率型荧光测定左氧氟沙星

基于3,3’,5,5’(四甲基联苯胺(3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine,TMB)和吖啶橙(AO)之间荧光共振能量转移(FRET),建立了一种快速、低背景干扰、高灵敏度测定盐酸左氧氟沙星(LVF)的新型比率型荧光探针。在pH 5.0 NaAc-HCl缓冲溶液中,在310 nm的光激发下,TMB在350~500 nm处的荧光光谱和AO的吸收光谱重叠。以TMB作为能量供体,AO作为能量受体,构建了FRET体系。根据能量转移理论,该体系的荧光共振能量转移效率为62.5%,供体-受体间距离为2.17 nm,进一步说明TMB和AO之间发生了FRET。当在体系中加入LVF后,TMB将荧光能量转移给LVF,LVF又作为供体将能量转移给AO。LVF在TMB和AO之间起到桥梁作用,LVF将吸收的TMB荧光能量转移给AO,使得TMB荧光强度明显降低,AO的荧光强度则显著增加,从而提高了体系的FRET效率。在最优实验条件下,F546 nm与F402 nm之比与LVF浓度(2~80μmol·L^(-1))之间存在良好的线性关系,线性回归方程为F_(546 nm)/F_(402 nm)=87.916c+3.108,线性相关系数为0.9993,检出限(LOD)为15.7 nmol·L^(-1)。一些常见的阳离子(K^(+),Mg^(2+),Ca^(2+),Cu^(2+),Mn^(2+),Zn^(2+),Co^(2+),Ni^(2+),Cr^(3+)等)、阴离子(F^(-),Br^(-),NO_(3)^(-),IO_(3)^(-),CO_(3)^(2-),SO_(4)^(2-)等)、糖类(葡萄糖,蔗糖和淀粉)、药物(谷胱甘肽,抗坏血酸和异烟肼)和几种氨基酸(甘氨酸,亮氨酸,半胱氨酸等)均不干扰LVF的测定,表明该比率型荧光探针对LVF具有高选择性。该方法用于商用药物制剂中LVF含量的测定,加标回收率在93%~97%之间。该比率型荧光探针在临床研究中对LVF的检测具有较大的应用潜力,为开发一种简便、选择性和灵敏的检测药物制剂中LVF含量的传感器提供了较好的理论依据,同时为提高LVF临床用药的安全性与合理性水平提供了一定的方法。

荧光共振能量转移上转换适配体探针法检测牛奶中的痕量氯霉素

本研究合成了亲水性稀土掺杂的上转换荧光纳米颗粒(UCNPs)作为荧光能量的供体,金纳米颗粒(AuNPs)作为荧光能量的受体,基于荧光共振能量转移(FRET)体系,建立了检测痕量氯霉素(CAP)的适配体探针方法。UCNPs在波长980 nm激发下,在波长547 nm处有特征发射光。柠檬酸钠还原法制备的AuNPs在波长519 nm处有吸收峰。UCNPs通过链霉亲和素-生物素放大系统连接CAP适配体,形成荧光供体探针(UCNPs-apt),AuNPs与修饰巯基的CAP互补链连接,形成荧光受体探针(AuNPs-cDNA)。由于适配体和cDNA的碱基互补配对,发生FRET导致UCNPs荧光猝灭,加入CAP后部分荧光恢复。在最优的检测条件下,CAP浓度与荧光恢复值具有良好的线性关系,线性范围为0.01~10 ng/mL,检测限为5 pg/mL。采用本方法对牛奶样品进行加标回收实验,回收率在93.5%~99.4%之间,相对标准偏差为1.18%~2.84%。该方法具有简单、特异性强、灵敏度高、抗荧光背景干扰能力强等特点。

基于荧光共振能量转移效应的荧光传感器在真菌毒素检测中的应用

真菌毒素对人和动物具有剧毒和致癌性,且预防和控制其对食品造成的污染较为困难,因此人们对真菌毒素的关注度越来越高。检测食品中的真菌毒素十分必要,传统检测方法的检测结果准确、可靠,但所需设备昂贵、检测时间长,不符合快速检测真菌毒素的要求。因此,需要开发出快速、灵敏、准确且经济的真菌毒素检测方法。基于荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)效应的荧光传感器由于操作简单、反应速度快、结果可靠且成本低而广泛应用于检测行业。本文主要介绍了基于FRET效应荧光传感器的检测机制,综述了该传感器在真菌毒素检测中的应用情况,提出了目前荧光传感器仍存在的问题并对其未来的发展趋势进行了展望,以期为新型荧光传感器的设计及真菌毒素检测时灵敏度的优化提供参考。

通过荧光共振能量转移观测血小板衍生生长因子对气道平滑肌细胞中RhoA活性的下调作用

Ras同源家族成员A(ras homologous family member A,RhoA)被认为是治疗哮喘的新靶点之一,为探究RhoA在哮喘中的生理机制,本研究利用荧光共振能量转移探针技术实时监测细胞内RhoA活性,发现在血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)的刺激下,气道平滑肌(airway smooth muscle,ASM)细胞中的RhoA信号呈下降趋势。考虑到Rac和RhoA活性存在拮抗效应,本研究进一步抑制细胞中的Rac信号,以及通过转染Vav2激活Rac后,RhoA的下降趋势未受到明显影响;抑制或激活细胞中Cdc42也呈现出类似结果。研究结果表明,PDGF可促进RhoA活性的下调,其不直接受Rac或Cdc42的影响,具体的分子机制仍有待进一步探索。

荧光共振能量转移技术在食品分析中的研究进展

介绍荧光共振能量转移技术的基本原理及其发生条件,总结近年来基于荧光共振能量转移技术在真菌毒素残留、抗生素类药物残留、重金属离子残留和病原微生物残留等检测方面的应用研究进展,并对该技术的未来发展方向和应用前景进行展望。

基于疏水性碳点荧光共振能量转移体系检测食品中姜黄素

姜黄素(curcumin,Cur)作为重要的食用色素,其每日摄入量有严格限量标准。因此,开发简单、快速、灵敏的食品中Cur分析新方法具有重要意义。以亚麻籽油为单一碳源,通过一步水热反应制备疏水性碳点(hydrophobic carbon dots,HB-CDs),以HB-CDs为能量供体,Cur为能量受体,构建了基于荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)的荧光传感分析Cur新方法。所制备的HB-CDs呈球形,平均粒径为3.3 nm,主要含有C、O元素;HB-CDs最佳激发和发射波长分别为350 nm和425 nm。当Cur加入HB-CDs溶液中,随着Cur浓度的逐渐增大,HB-CDs的荧光(425 nm)出现明显的降低,而Cur的荧光(525 nm)逐渐增大。且HB-CDs与Cur作用后,荧光寿命出现了明显降低,表明HB-CDs与Cur之间作用机理为荧光共振能量转移。通过HB-CDs的荧光变化可以实现对Cur的定量分析。在最佳的试验条件下,该方法检出限为20 nmol/L,线性范围为0.2~200μmol/L。该方法已成功地应用于糖果、奶粉、调味品样品中Cur测定,加标回收率为83.3%~112.0%。所制备的荧光分析方法能够成为食品样品中Cur检测的有效手段。

基于上转换荧光共振能量转移的纸芯片检测银离子

上转换纳米粒子(UCPs)近红外光激发的特性不仅可有效避免复杂生物样本的背景干扰,还可以克服散射光和纸张添加剂的干扰。本文尝试将UCPs用于纸基分析装置,构建了以UCPs作为能量供体,以氧化碳球(CNPs)为能量受体基于荧光共振能量转移(FRET)的纸芯片,利用核酸适配体与目标物的特异性识别作用,实现了Ag^(+)的纸上检测。向纸芯片检测区加入CNPs后,CNPs与UCNPs表面的Ag^(+)适配体通过π-π堆积作用组装在一起,发生FRET过程,使UCNPs荧光猝灭;加入Ag^(+)后,Ag^(+)与适配体特异性结合,FRET消失,UC-NPs荧光恢复,荧光恢复程度随着Ag^(+)浓度的增大而增大。该纸芯片对Ag^(+)表现出良好的特异性,检测线性范围为0.05~50 ng·mL^(-1),线性相关系数为0.9901,检测限为0.01 ng·mL^(-1)。

基于荧光共振能量转移的荧光适配体传感器检测食品中Cd^(2+)

重金属镉离子(Cd^(2+))因其剧毒性和分布广泛等特征而成为人类健康和环境安全的重大风险之一,因此,建立灵敏、快速、可靠的检测方法极为重要。利用羧基荧光素(FAM)和黑洞猝灭剂(BHQ1)作为荧光能量供体和受体,设计了一种基于荧光共振能量转移的适配体传感器以实现Cd^(2+)的检测。当体系中不存在Cd^(2+)时,适配体与其互补链杂交形成双链,双链末端修饰的FAM与BHQ1距离缩短,发生荧光共振能量转移效应,FAM荧光被猝灭,传感器的荧光强度降低;当三者同时存在时,Cd^(2+)会优先与适配体特异性结合,形成具有特殊结构的Cd^(2+)-适配体复合物,阻止双链的形成,保护FAM的荧光不被猝灭,传感器的荧光强度恢复。通过FAM荧光强度的变化可以实现对Cd^(2+)的定量分析。在最佳的试验条件下,该传感器对5~5000 nmol/L的Cd^(2+)具有线性响应,检出限为0.94 nmol/L。此外,该方法已成功地应用于自来水、绿茶和麦片样品中Cd^(2+)的检测,回收率为90.3%~110.7%。所制备的荧光适配体传感器能够成为食品样品中Cd^(2+)检测的有效工具。

双通道结构光照明超分辨定量荧光共振能量转移成像系统

基于结构光照明(structured illumination,SI)的超分辨荧光共振能量转移(super resolution fluorescence resonance energy transfer,SR-FRET)成像技术(SISR-FRET)可以通过解析活细胞内亚衍射区域的FRET信号来研究细胞器精细结构上的分子结构与功能.SISR-FRET成像中激发发射通道切换导致成像速度较慢,限制了SISR-FRET在快速成像中的应用.针对此问题,本文提出一种双通道结构光照明超分辨定量FRET成像系统和方法,通过在成像光路中加入FRET双通道成像和配准模块,实现了SISR-FRET激发发射通道的空分切换以及通道复用.结合通道亚像素配准校正的图像重建算法,双通道SISR-FRET可以在保持定量超分辨FRET分析的同时提升了3.5倍时间分辨率.利用搭建的多色SIM系统进行了活细胞表达靶向线粒体外膜FRET标准质粒的超分辨成像实验,验证了双通道SISR-FRET的时空分辨率增强和FRET定量分析的保真度.

量子点与多环芳烃复合体系荧光共振能量转移的研究

本研究合成了水溶性CdZnSeS/ZnS绿光量子点和CdSe/CdS/ZnS红光量子点作为荧光探针,与典型多环芳烃(萘、芘、苯并芘、荧蒽)复合构建荧光共振能量转移体系,探讨了量子点-多环芳烃复合体系的部分参数。数据结果表明,量子点与四种多环芳烃之间存在共振能量转移作用,而且在CdZnSeS/ZnS量子点-芘/苯并芘复合体系中,量子点荧光变化幅度与芘/苯并芘浓度在一定范围内存在线性关系,这证明通过构建量子点-多环芳烃复合物荧光共振能量转移体系,可以实现对地下水中多环芳烃的定量分析。

荧光共振能量转移(FRET)的定量检测及其应用

荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)技术被广泛应用于活细胞中生物大分子构象变化和分子间动态相互作用的实时研究.针对光谱串扰和供体受体间的浓度比等困扰FRET效率定量检测的两大难题,已经发展了多种定量检测FRET效率的方法.作者结合自己的研究结果介绍了多种FRET效率定量检测技术在细胞信号转导机制研究中的应用.

荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像(FRET-FLIM)技术在生命科学研究中的应用进展

细胞是动植物结构和生命活动的基本单位。细胞过程的一个重要特点就是其生化组分在时空调控上的相互作用关系。然而,利用传统的生化方法(如酵母双杂交系统、pull-down系统等)很难在空间上评估活细胞内分子间的相互作用。光学技术的快速发展,为研究活细胞中生物分子的时空动态提供了新的遗传研究工具,其中荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像(FRET-FLIM)技术在实时探测分析活细胞中生物大分子构象变化和分子间动态相互作用过程具有独特的优势,如:实现对活细胞的实时“可视化”研究,同时具有高时空分辨率;检测更加灵敏、结果可信度高;且基于简易的数学运算完成简单快捷的分析程序。介绍FRET-FLIM技术的理论背景知识,对比了该技术与传统蛋白相互作用技术研究的利弊,同时归纳了其在蛋白相互作用、细胞生物学和疾病诊断等方面的最新应用研究进展,最后总结和讨论了FRET-FLIM技术的未来发展趋势,以期能够为揭示活细胞的结构和细胞过程相关研究提供新的见解。

荧光共振能量转移(FRET)体系的构建及其验证

目的构建携带FRET体系(YFP-CFP对)的一组原核表达工程质粒,在大肠杆菌(E. coli)中高效表达后,验证该体系FRET信号作为细胞内监测蛋白相互作用指标的可行性。方法分别构建N端、C端以及两端分别编码YFP和(或) CFP的6个原核表达工程质粒:pNYFP、pCYFP、pNCFP、pCCFP、pYFP-CFP、pCFP-YFP。设计YFP-CFP和CFP-YFP作为阳性对照,而等量的YFP与CFP混合的体系(YFP+CFP)作为阴性对照。将过表达的工程蛋白通过镍柱、分子筛层析柱进行初步纯化后使用酶标仪检测相同摩尔浓度纯化蛋白的FRET信号。在此基础上,进一步用酶标仪检测表达工程蛋白的菌液中的FRET信号。结果通过测序验证,成功构建了6个原核表达的工程质粒。酶标仪检测的结果显示在体外纯化蛋白条件和菌液条件下均可产生明确的FRET信号。结论成功构建了FRET体系的原核表达工程质粒,不仅验证了蛋白条件下的可行性,而且验证了菌液条件下的可行性,为在活细胞条件下对蛋白-蛋白相互作用进行实时的动态研究,提供一个非常便利的实验方法。

利用荧光共振能量转移技术研究活细胞TLR4与MD-2作用结构域

脂多糖(LPS)的识别和信号转导是宿主发生防御反应的关键,Toll样受体4(TLR4)与髓样分化蛋白-2(MD-2)形成复合物在LPS的识别及其信号转导中发挥了重要作用.研究TLR4与MD-2结合的功能结构域,对于深入了解LPS信号转导机制及其内毒素休克的防治具有重要意义.运用基于强度的三通道荧光共振能量转移技术(FRET)及基因突变和转染技术,研究了活细胞TLR4与MD-2作用的结构域.结果表明:N端Glu24～Met41缺失使TLR4与MD-2结合能力明显下降;LPS刺激后TLR4聚合迅速增加,而缺失Glu24～Met41的TLR4不能聚合.上述结果提示,TLR4的Glu24～Met41不仅是结合MD-2的区域,并且还参与了LPS刺激后TLR4的聚合作用.

荧光共振能量转移技术在生物分析中的应用

对荧光共振能量转移（ＦＲＥＴ）技术及其应用进行了较全面的综述，介绍了Ｆｏｒｓｔｅｒ原理，ＦＲＥＴ实验技术（包括给体－受体对的选择、标记方法及能量转移效率的测定），及其在生物大分子结构与功能研究、免疫分析和核酸杂交分析等几方面的应用，并对其将来的发展作出了一些评价与展望。

基于荧光共振能量转移的金纳米粒子/碳量子点荧光纳米探针检测精氨酸

利用碳量子点(CQDs)和金纳米粒子(Au NPs)间的荧光共振能量转移(FRET)效应成功实现了精氨酸的快速检测。采用一步微波辅助法合成具有优良荧光性能的碳量子点(CQDs),并对Au NPs/CQDs复合材料进行相应表征,分析了其猝灭和检测机制。对Au NPs/CQDs的添加量、p H值和反应时间进行了优化。在优化条件下,将此荧光体系用于精氨酸含量的检测,结果表明,荧光强度和精氨酸浓度在0.1~10.0μmol/L范围内呈良好的线性关系(R^2=0.993),检出限为5.8 nmol/L。采用本方法测定了葡萄汁中精氨酸的含量,回收率为105.4%~110.8%,表明本方法可用于果汁中精氨酸的实际检测。

吖啶橙-罗丹明B荧光共振能量转移猝灭法测定砷

研究了利用吖啶橙（AO）-罗丹明B（RB）共振能量转移荧光猝灭法测定痕量砷的方法。在λex/λem=470／580m，0．016mol·L^-1 H2SO4溶液中，十二烷基苯磺酸钠（DBS）存在下。吖啶橙-罗丹明B能够发生有效的能量转移，使罗丹明B的荧光强度大大增强；在酸性条件下，砷与钼酸铵生成砷钼杂多酸使能量转移体系罗丹明B的荧光猝灭。利用吖啶橙-罗丹明B能量转移荧光猝灭法测定痕量砷，砷在0．01～0．25mg·L^-1范围内与罗丹明B荧光猝灭程度呈良好的线形关系，方法检出限为2．56μg·L^-1。该方法用于茶叶中痕鼍砷的测定，相对标准偏差为0．48％～0．64％，同收率为98％～103％，结果满意。

生物大分子相互作用检测技术新进展——三色荧光级联荧光共振能量转移技术

荧光共振能量转移(fluorescenceresonanceenergytransfer,FRET),是指能量从一种受激发的荧光基团(fluorophore)以非辐射的方式转移到另一种荧光基团的物理现象.FRET的能量转移效率是两个荧光基团间距离的函数,并对此距离十分敏感,它的有效响应距离一般在1～10nm之间,因而可被用于测定原子间及分子间的距离.这一特点使FRET技术在大分子构象变化、大分子之间相互作用、细胞信号通路等研究中发挥重要作用,成为生物医学研究中的重要方法.但细胞内的生物学过程常常涉及多于两个的大分子间相互作用,二色荧光基团的FRET技术不能满足这种生物学研究的需求.最近,两个研究小组在这方面取得突破,建立了分别基于共聚焦显微镜和流式细胞仪的三色荧光级联FRET技术.这一技术的出现将会极大地促进生物学及相关研究领域的发展.

量子点的荧光共振能量转移在生物分析中的应用

量子点良好的光谱特性和自身优点,使其可以作为生物荧光探针,而替代传统荧光染料。近年来这方面的研究已经取得了一定的进展。目前,量子点在共振能量转移方面的研究,进一步扩展了它在生物分析中的应用。介绍了量子点基于共振能量转移原理在生物分析中的应用,即利用量子点设计的两种类的蛋白-蛋白特异性结合分析和3种生物传感器的模型设计。

荧光共振能量转移体系测定Cr(Ⅵ)的研究

在λex/λem=450/512 nm,pH7.23的B-R缓冲溶液存在下,藏红T和钙黄绿素能够发生有效能量转移,而Cr(Ⅵ)的加入使得藏红T和钙黄绿素荧光同时猝灭.利用藏红T-钙黄绿素能量转移荧光法测定痕量的Cr(Ⅵ),提高了测定铬的灵敏度.铬含量在0.25～10μg/mL范围内与钙黄绿素的荧光猝灭程度呈良好的线性关系.最低检出限为9.8 ng/mL;回收率为96.5%～104%.该法用于含铬废水水样中Cr(Ⅵ)的测定,结果满意.