基于荧光蛋白的荧光共振能量转移探针的构建及应用

荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)是基于荧光基团供体和荧光基团受体间偶极子–偶极子耦合作用的非辐射方式的能量传递现象。基于荧光蛋白的FRET技术已被广泛用于研究细胞信号通路中蛋白质–蛋白质活体相互作用检测、蛋白质构象变化监测以及生物探针的研制中。基于荧光蛋白的荧光共振能量转移探针使得人们可以在时间和空间层面上研究细胞信号的转导过程。该文简要介绍了四大类基于荧光蛋白的FRET生物探针的设计、研制以及其在生物信号分子检测、活细胞成像以及药物筛选中的应用和进展情况。     

荧光量子点探针及其标记技术

量子点作为一种新型荧光标记物,与有机染料和荧光蛋白质相比,它们具有可调谐且宽的吸收光谱,激发可产生多重荧光颜色、强荧光信号、抗光漂白能力强等独特的光学特性,使其广泛应用在生物和医学领域。该文就量子点探针的表面修饰和功能化及其标记技术的研究进展进行了阐述。     

生物学中荧光共振能量转移的研究应用进展

荧光共振能量转移（FRET）可用于对生物大分子之间的距离进行定性、定量检测,所采用的材料、方法在近年都有了很大的发展,在核酸、蛋白质、细胞器结构功能检测、免疫测定、配体－受体相互作用测定等方面都有巧妙而有效的应用,应用前景十分广阔。     

单分子荧光共振能量转移技术

单分子荧光共振能量转移技术（single molecule fluorescence resonance energy transfer,smFRET）通过检测单个分子内的荧光供体及受体间荧光能量转移的效率,来研究分子构象的变化。在单分子探测技术发展之前,大多数的分子实验是探测分子的综合平均效应（ensemble averages）,这一平均效应掩盖了许多特殊的信息。单分子探测可以对体系中的单个分子进行研究,得到某一分子特性的分布状况,也可研究生物分子的动力学反应。介绍了近来单分子荧光共振能量转移技术的进展。     

量子点荧光探针在生物成像中的应用进展

量子点荧光探针是近几年发展起来的一种新型荧光标记物,拥有荧光染料及荧光蛋白所不能比拟的独特优势,已经在细胞功能研究及细胞表面和内部功能分子的探测、组织的成像和病灶的定位等方面得到了较为广泛的应用。本文对量子点的光学特性、生物化修饰及其在生物成像等方面的应用进展进行了较为详细的介绍,并展望了其应用发展。     

量子点在生物学中的应用

量子点是一种无机荧光材料,它具有独特的光物理特性,如其激发光谱宽且连续分布,而发射光谱呈对称分布且宽度窄,而且可通过改变量子点内核的尺寸对其发射光波长进行精细调节等。量子点的这些特性正引起人们日益广泛的关注,并在很多领域得到了应用。本文介绍了量子点的组成以及它的光学特性,同时介绍并讨论了近年来量子点在生物学领域应用的进展以及存在的问题。     

基于鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究

本研究以鞣花酸为原料,在碱性条件下,采用便捷的超声法制备了碳量子点(CQDs),并用紫外光谱法和荧光光谱法研究了该CQDs与西咪替丁之间的相互作用,研究发现以该CQDs为荧光探针可以测定西咪替丁(CMTD)的含量。研究结果：鞣花酸(0.089 4 mol/L)与氢氧化钠溶液(0.100 0 mol/L)以1:3的比例混合后,在50℃下超声4 h得出的荧光碳量子点与西咪替丁结合,可以使碳量子点的荧光信号减弱。其浓度在1×10^-8～1×10^-7mol/L范围内与碳量子点荧光信号强度的减少值ΔF成良好的线性关系,相关系数r为0.996 42。以此提出用鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究,该方法简便高效,可应用于样品中西咪替丁含量的测定,S_RSD范围为0.86%～1.06%;回收率范围为98.18%～103.2%。     

连接酶介导的诱导荧光共振能量转移法检测基因点突变

发展了一种基于连接酶介导的诱导荧光共振能量转移技术用于基因点突变的准确快速检测方法.针对特定突变位点设计的核酸探针.当与模板之间完全匹配时,被连接形成一条长的双链,双链特异性嵌入荧光染料SYBR Green I插入新生的双链区域.诱导荧光共振能量转移发生.相反,核酸探针与模板之间不匹配,则不能诱导荧光共振能量转移的出现.利用该方法,成功实现了β地中海贫血遗传病两种普遍存在的点突变Ivs-2-654(C→T)和CD17(A→T)的基因型检测.     

在光动力疗法中应用的量子点

概述了现存的主要量子点的构成及其特点,阐述了量子点的性质主要由量子点的成分、结构、包覆和尺寸所决定。并重点讨论量子点在光动力疗法中,量子点直接代替传统光敏剂、量子点的荧光共振能量转移、量子点作为宽禁带半导体材料TiO2的敏化剂等三种不同应用中,对量子点的要求,通过讨论指出由于其特性,量子点将在光动力疗法中得到更广泛的应用,也对在光动力疗法中应用的量子点的毒性及其他可能产生的问题提出了展望。     

用荧光共振能量转移研究synaptotagmin 胞质部分的寡聚化

目前人们公认synaptotagmin在神经递质释放过程中作为钙离子感受器而发挥作用。以前的研究发现,synaptotagmin存在两种形式的寡聚化,一种是通过跨膜区以及随后的中间链部分介导的寡聚化;另一种是通过胞质部分（C2AB）介导的寡聚化。对于后者有很多争议。在这篇文章中,作者用荧光共振能量转移的方法,在尽可能接近生理的条件下,证明了C2AB在有细胞膜和游离的钙离子的条件下能够寡聚化。而且,抽提细胞膜上的胆固醇或者封闭膜上的磷酸肌醇二磷酸能抑制C2AB在膜上的寡聚。     

活细胞结构力学与荧光张力检测探针

微观力学效应决定着细胞形态结构变化,胞内动力蛋白、肌球蛋白和驱动蛋白等马达分子,构成了细胞微丝微管骨架结构组装的原始驱动力.而以细胞骨架结构为支架的力学感受器,也反馈性调节着细胞力学信号及其生物学效应,组成细胞结构调控必不可缺的力学基础,两者协同调控了机体生理和病理活动.本文从生物微观力学效应和信号入手,介绍了一种基于荧光共振能量转移(FRET)原理的活细胞结构力学检测新技术,将微观结构力学变化转换为光学信号,并采用克隆技术将其插入α辅肌动蛋白、β肌动蛋白及血影蛋白等骨架及相关蛋白质,观察活细胞、组织甚至动物整体水平结构力学变化,为癌细胞侵袭转移、分裂增殖、细胞极化、反分化以及太空失重等生物物理医学研究探寻新的途径.     

分子灯标:用于基因检测的荧光杂交探针

随着基因工程技术应用的日趋广泛,如何快速简便准确地检测出基因序列变得日益重要。目前,一种新型的基因检测探针——分子灯标（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｃｏｎ）诞生了。它是在ＤＮＡ杂交技术和荧光共振能量转移原理的基础上开发出来的［１］,可以实现对基因序列的精...     

利用荧光共振能量转移检测外源信号分子对拟南芥ATP水平的影响

本研究使用ATP特异性荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)为基础的荧光蛋白传感器(Ateam1.03-nD/nA),分析了4种外源信号分子(细胞外ATP、Ca²⁺、H₂O₂和NO)对拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)幼苗叶绿体和细胞质中ATP水平的影响。结果显示,细胞质ATP水平整体高于叶绿体,在4种不同浓度的信号分子处理下,叶绿体Ateam1.03-nD/nA的FRET比值仅在1.2 ~ 1.8波动;细胞质Ateam1.03-nD/nA 的FRET比值仅在2.2 ～ 3.0之间波动,未产生显著变化。结果表明在以上外源信号分子的作用下,植物细胞质和叶绿体ATP均维持在较为稳定的水平。     

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.     

单分子荧光共振能量转移技术在核糖体移位研究中的进展

核糖体是蛋白质的"合成工厂",也是临床上多种抗菌药物的作用靶点,因此,深入理解细菌核糖体的蛋白质翻译机制意义重大.蛋白质翻译是通过多步骤相互协调、多组分精细配合来实现高保真和精确调控.核糖体在mRNA上的移位作为翻译过程中最重要的事件之一,需要核糖体大规模的构象重排以及tRNA2-mRNA沿着核糖体的精确移动.在细菌中,移位是由延伸因子EF-G催化GTP水解来驱动的.近年来,单分子荧光共振能量技术(smFRET)的发展使得人们可以探究单个tRNA分子移位的动力学过程并实时观测核糖体的构象变化.本文首先介绍了smFRET技术的原理及特点,对其在核糖体结构动态及tRNA移位研究中的应用进行了较为系统的总结,并对其应用前景进行了展望.     

复合探针荧光定量PCR方法的建立

为了对特定基因进行实时检测,根据荧光能量转移(FRET)原理,设计及合成了一种新的FRET复合探针,该探针由一条长的荧光杂交探针和短的淬灭探针构成,其中荧光探针5′端接一荧光素分子,3′端接一延伸阻断分子磷酸,淬灭探针3′端连接一个淬灭分子对甲基红,淬灭探针与荧光探针5′端互补,无模板时,该探针杂交形成复合探针。无荧光产生,当有模板时,荧光探针与模板杂交,荧光不能被淬灭,产生的荧光与模板量成正比。根据复合探针的反应原理,研究了该探针的FRET性质及影响因素包括淬灭探针及扩增片段长度、荧光探针与淬灭探针的合适比例及镁离子浓度。实验结果显示淬灭探针及扩增片段长度对复合探针的作用有明显的影响,本实验采用淬灭探针长21个核苷酸,扩增片段长127bp,荧光探针与淬灭探针的合适比例为1：1,镁离子浓度为3mmo1／L,可获得最佳的反应体系;该复合探针合成简单,淬灭彻底,具有良好的准确性与特异性,敏感性达10^2拷贝,并具有较宽的动力学定量范围,可对10^2—10^9拷贝范围内的待检样品进行准确的定量。复合探针技术可应用于病毒感染水平、转基因拷贝数及单核苷酸多态性等检测。     

量子点荧光光谱学与生命科学

近年来,量子点(半导体纳米微晶体)的研究引起国内外研究者的广泛兴趣,其研究内容涉及物理学、化学、材料等多学科,已成为一门新兴的交叉学科。虽然量子点在生物学中的应用才刚刚起步,但是已经取得了有意义的进展,成为人们极为关注的一个热点。现就量子点的光学特性、制备方法,以及在生物学中的研究进展和应用前景作一简要综述。     

量子点荧光标记技术的研究热点及面临的挑战

半导体量子点作为新型荧光标记物,在生物医学领域具有重要应用．与传统的有机染料及荧光蛋白等荧光标记物相比,半导体量子点具有发光颜色可调、激发范围宽、发射光谱窄、化学及光稳定性好、表面化学丰富以及生物偶联技术成熟等诸多优势,为生命体系的靶向示踪,高灵敏、原位、实时、动态荧光成像,DNA及蛋白质检测,靶向药物,临床医学,生物芯片和传感器等研究提供了新的发展契机．基于作者在半导体量子点生物荧光成像和安全性评价研究的基础,综述了半导体量子点荧光标记物在生命科学与医学领域应用的研究热点,并对半导体量子点荧光标记技术走向实用面临的挑战进行了评述．     

PKCε与Lck在细胞内直接相互作用的荧光共振能量转移证据

蛋白激酶Cε亚型 (PKCε)和蛋白酪氨酸激酸Lck均在心肌缺血预适应的信号转导中起着十分重要的作用 .构建PKCε和Lck与绿色荧光蛋白的融合蛋白的真核细胞表达载体 .将其共转染H2 93细胞进行表达 .用荧光显微镜观察到荧光共振能量转移现象 ,从而获得了PKCε和Lck在细胞内发生直接相互作用的证据     

荧光量子点的生物合成方法研究进展

作为一种新型纳米材料,荧光量子点的合成方法大致可分为物理法、化学法和生物合成法。生物合成方法因其绿色、环保、产物生物相容性好而备受关注。本文通过对国内外荧光量子点生物合成方法的资料研究,以细菌、真菌、其它生物机体、生物辅助等角度对生物合成荧光量子点的方法进行归纳总结,并着重对基于微生物的合成方法进行了分类。在探讨微生物合成机理的基础上,对生物合成法的未来方向提出展望。