荧光共振能量转移技术的基本原理和应用

荧光共振能量转移技术的基
本原理和应用
■标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 荧光共振能量转移技术的基本原理和应用
荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer, FRET）作为—种高效的光学“分子尺"，在生物大分子相互作用、免疫分析、核酸检测等方面有广泛的应用。

在分子生物学领域，该技术可用于研究活细胞生理条件下研究蛋口质-蛋口质间相互作用。

蛋口质-蛋口质间相互作用在整个细胞生命过程中占有重要地位，由于细胞内各种组分极其复杂，因此一些传统研究蛋口质-蛋口质间相互作用的方法如酵母双杂交、免疫沉淀等可能会丢失某些重要的信息，无法正确地反映在当时活细胞主理条件下蛋口质-蛋口质间相互作用的动态变化过程。

FRET技术是近来发展的一项新技术，为在活细胞生理条件下对蛋白质-蛋白质间相互作用进行实时的动态研究提供了便利。

荧光共振能量转移是指两个荧光发色基团在足够靠近时，当供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态，在该电子回到基态前，通过偶极子相互作用，实现了能量向邻近的受体分子转移（即发生能量共振转移）。

FRET是一种非辐射能量跃迁，通过分子间的电偶极相互作用，将供体激发态能量转移到受体激发态的过程，使供体荧光强度降低，而受体可以发射更强于本身的特征荧光（敬化荧光），也可以不发荧光（荧光猝灭），同时也伴随着荧光寿命的相应缩短或延长。

能量转移的效率和供体的发射光谱与受体的吸收光谱的重叠程度、供体与受体的跃迁偶极的相对取向、供体与受体之间的距离等因素有关。

作为共振能量转移供、受体对，荧光物质必须满足以下条件：
①受、供体的激发光要足够分得开；②供体的发光光谱与受体的激发光谱要重叠。

人们已经利用生物体自身的荧光或者将有机荧光染料标记到所研究的对象上，成功地应用于核酸检测、蛋口质结构、功能分析、免疫分析及细胞器结构功能检测等诸多方面。

（传统有机荧光染料吸收光谱窄，发射光谱常常伴有拖尾，这样会影响供体发射光谱与受体吸收光谱的重叠程度，而且供、受体发射光谱产生相互干扰。

相对于传统有机荧光染料分子，量子点的发射光谱很窄而且不拖尾，减少了供体与受体发射光谱的重叠，避免了相互间的干扰；由于量子点具有较宽的光谱激发范圉，当它作为能量供体时，可以更自山地选择激发波长，可以最大限度地避免对能量受体的直接
激发；通过改变量子点的组成或尺寸，可以使其发射可见光区任一波长的光，也就是说它可以为吸收光谱在可见区的任一生色团作能量供体，并且保证了供体发射波长与受体吸收波长的良好重叠，增加了共振能量转移效率。

）。