荧光偏振技术原理

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荧光偏振技术介绍

荧光偏振技术介绍

62原理:当荧光分子受平面偏振光激发时,如果分子在受激发时期(对于荧光素约持续 4纳秒)保持静止,发射光将位于同样的偏振平面。

如果在受激发时期,分子旋转或翻转偏离这一平面,发射光将位于与激发光不同的偏振面。

如果用垂直的偏振光激发荧光素,可以在垂直的和水平的偏振平面检测发射光光强(发射光从垂直平面偏向水平平面的程度与荧光素标记的分子的迁移率有关)。

如果分子很大,激发时发生的运动极小,发射光偏振程度较高。

如果分子小, 分子旋转或翻转速度快,发射光相对于激发光平面将去偏振化。

如图2.图2 荧光偏振检测原理任何物质都处于不断运动当中,液态环境中的荧光分子也不例外。

因此当受到偏振光激发时,荧光分子的运动状态例如旋转、翻转、相互结合、排斥、溶液的粘度、温度等这些因素都有可能对这个荧光因子受激发后发出的偏振光的性质产生影响。

对此进行分析比较,有可能揭开物质活动的内在规律,达到研究目的,“荧光偏振”。

近年来,以这种物理学现象为基础的技术在生命科学研究的多个领域中扮演着越来越重要的角色。

因此,我们可以看到,以荧光偏振为基础发展的技术可用来研究生命科学中分子之间的相互作用,以及分子与所处环境——“小”至核酸和蛋白结构,“大”至整个细胞——的相互作用。

相对于传统研究方法,荧光偏振技术在溶液中进行,可最大程度的模拟真实生命环境;利用它,可以实时跟踪监测分子间结合/分离的变化,并解决一直以来困扰荧光技术使用者们对于荧光无法定量的烦恼。

最为重要的是,相对于一直被人们使用的放射性同位素研究方法,它更为安全可靠,不会在实验过程中对研究者造成威胁,也不会产生难以处理的具有放射性的废弃物。

此外,荧光偏振所需的样品量少,灵敏度高,重复性好,操作简便。

概述光由微小的波构成,光波可以在任何一个平面上均匀的振动。

当其通过某些平面时,有可能因受到平面的作用将光波的能量分成不均匀的光束,振动平面也就发生了变化,可能在某一个方向的振动强或弱于其他平面,这种光称为偏振光。

CPL圆偏振荧光光谱仪测量原理

CPL圆偏振荧光光谱仪测量原理

主要用途:圆偏振荧光在发光材料、生物蛋白、信息显示存储、电子学、非线性光学等领域有广泛的用途和应用前景,引起科学家极大的关注和兴趣。

采用圆偏振荧光光谱仪可提供分子激发态的结构信息,表征聚合物结构,成为研究有机化合物的立体构型的一个重要方法。

工作原理:光是一种电磁波,可用振动的电场和与之垂直的磁场来描述,若光波在其传播途径中具体某一点上只有一个振动方向,但振动方向随光波的传播而有规律的偏转一定角度但振幅不变,其电场矢量末端的运动轨迹为螺旋状,该螺旋的横截面为圆形,这种偏振光为圆偏振光。

人们在圆二色的基础上,发现圆偏振荧光的左、右圆偏振光的强度不同。

通常以左、右圆偏振荧光的强度差CPL=△F= FL-FR,作为圆偏振荧光的量度。

之前文献报道的圆偏振荧光检测都是在相关科研工作者自己设计和建造的仪器上进行的。

直到1972年以色列魏茨曼科技学院Steinberg和Gafni (SG) 提出图一A所示的圆偏振荧光调制测量方法,基本组成部分为:激发源、单色器、样品、光学弹性调制器、偏光片、发射单色器、光电倍增管、锁相放大器及计算机。

该方法将调制后的光电信号和PEM光学弹性调制器信号输入给锁相放大器,通过二者频率与相位锁相从荧光中提取圆偏振荧光。

1982年荷兰莱顿大学的Schippers,van den Beukle和Dekkers (SBD)提出了图一B所示的圆偏振荧光测量方法,该方法利用光子计数取代锁相放大器,解决了锁相放大器的输出不稳定问题。

其后复杂蛋白结构测量主要采用的是该方法,但是对于弱的圆偏振荧光测量还是速度很慢。

1992-1995年期间,随着TDC时间数字转换器等电子技术的发展,美国密西根大学的Schauerte,Steel,和Gafni (SSG) 进一步提出了图一C所示的圆偏振荧光直接相减测量方法。

该方法采用DGG延迟选通脉冲发生器,分别测量△F= FL-FR公式中的FL左圆偏振荧光和FR右圆偏振荧光,两者相减直接得到真正的圆偏振荧光△F,利用公式glum=2(FL-FR)/(FL+FR)求得不对称因子。

荧光偏振分析方法

荧光偏振分析方法
第6章 荧光偏振分析方法
1 传统荧光偏振技术及发展情况概述 2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
§6.1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
非偏振光原理图
光的偏振性
自然光在各个方向 振动是均匀分布的
偏振光原理图
一束光线都在同一 方向上振动
§6.1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
荧光偏振
(Fluorescence Polarization,FP)
§6.1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
多元检测方法
5. 小分子分析
Chem. Commun. 2012, 48, 10004–10006.
§6.1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
传统荧光偏振分析技术面临的挑战: 荧光偏振变化量较小,灵敏度较低
解决的方案
P 11 3(P 10 1 3)1(V RT )
汞离子检测荧光偏振探针检测限达到0.2 ppb, 比传统荧光偏振方法提高3个数量级,检测时间 只需20分钟,具有良好的特异性
MAP探针
Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8386-8389.
§6.2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
AuNP Enhancement
AuNP-DNA System 0.2 ppb
K+的作用
一. 调节机体和细胞的渗透压 二. 调节体液的酸碱平衡 三. 参与体内蛋白质和糖类的代谢 四. 维持正常的神经兴奋性和心肌运动
Analyst, 2012, 137, 2770-2773.
§6.1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
特殊结构核酸增强荧光偏振
➢ 离子和小分子检测
Chem. Commun. 2014,50, 2049-2051.

荧光偏振与荧光偏振免疫分析法

荧光偏振与荧光偏振免疫分析法

荧光偏振与荧光偏振免疫分析法【摘要】本文简单介绍了荧光偏振原理和荧光偏振免疫分析(FPIA)的原理,并就荧光偏振及FPIA在环境、食品安全、医疗卫生和蛋白质研究等方面的实际应用进行了简单介绍和举例。

【关键词】荧光偏振免疫分析应用从1852年,Stokes首次提出“荧光(fluorescence)”一词,人们对荧光现象的研究就不断深入,并发展出了荧光分析技术,荧光分析是指利用一些物质被电磁辐射激发后产生反映该物质特性的荧光而对该物质进行定性定量分析的方法。

随着相关理论和仪器的发展,荧光分析的手段和技术水平也不断发展,现在荧光分析以其高灵敏度、高选择性、低样品用量、方法简便等诸多优点,在化学、医药、环境、信息、生命科学等领域被人们广泛使用。

基于荧光偏振发展的荧光偏振免疫分析法是荧光分析中一个重要的组成部分。

一、荧光偏振原理荧光偏振的原理最初是1920年由Perrin建立的。

溶液中荧光分子受偏振光激发,如激发时分子保持静止,则发射的荧光仍有偏振性,且如分子分子旋转或翻转,发射荧光的偏振平面会不同于激发光偏振平面。

虽然实际测量常得消偏振的荧光,但荧光偏振技术有着重要应用[1]。

荧光偏振光强度P定义为:P=(I⊥-I∥)/(I⊥+I∥)其中,I⊥和I∥表示荧光子被激发后,发射光在垂直和水平方向上的强度。

对于荧光偏振仪器,检测到的荧光强度:P=(Ivv-G×Ivh)/(Ivv+G×Ivh)式中,下标分别代表起偏器和检偏器方向,v为垂直方向,h为水平方向,G 为校正因子,G=Ihv/Ihh。

荧光偏振光强度P与测定体系中各因素的关系可用Perrin方程表示:(1/P-1/3)=1/P0+(1/P0+1/3)(RT/V)(τ/η)其中,P0为极限荧光偏振光强度,R为气体常数,T为绝对温度,V为摩尔分子体积,τ为荧光寿命,η为溶液的粘度。

由上式知当溶液的温度和粘度都固定时,P值主要取决于荧光子的分子体积。

荧光偏振度

荧光偏振度

荧光偏振度1. 什么是荧光偏振度?荧光偏振度是描述荧光分子在激发态和基态之间发生跃迁时所产生的偏振光的性质的一个参数。

它可以用来衡量荧光分子在不同方向上发射的光的强度差异,从而反映分子在激发态和基态之间跃迁的选择性。

2. 荧光偏振度的测量方法2.1 偏振荧光显微镜偏振荧光显微镜是一种常用的测量荧光偏振度的方法。

通过使用偏振片和分析片,可以选择性地过滤掉特定方向上的偏振光,从而实现对样品中发射出的荧光信号进行测量。

2.2 荧光极化法荧光极化法是另一种常用的测量荧光偏振度的方法。

它利用样品中荧光分子在激发态和基态之间跃迁时所产生的偏振性质。

通过测量样品中垂直和水平方向上的荧光信号强度,可以计算出荧光偏振度。

2.3 其他方法除了偏振荧光显微镜和荧光极化法,还有一些其他的方法可以用来测量荧光偏振度,如荧光共振能量转移、荧光寿命测量等。

这些方法在不同的实验条件下具有不同的优势和适用性。

3. 荧光偏振度的应用3.1 生物医学研究荧光偏振度在生物医学研究中有着广泛的应用。

它可以用来研究蛋白质的结构和功能,通过测量蛋白质中色氨酸和酪氨酸的荧光偏振度,可以获取它们在分子水平上的信息。

3.2 材料科学在材料科学领域,荧光偏振度也被广泛应用于材料表征和分析。

在液晶材料研究中,通过测量液晶分子中发射出的荧光信号的偏振性质,可以了解到液晶分子排列的方向和有序程度。

3.3 光电子学荧光偏振度在光电子学领域也有重要的应用。

在液晶显示技术中,荧光偏振度可以用来控制液晶分子的排列方向,从而实现液晶显示器的图像显示。

4. 荧光偏振度的影响因素荧光偏振度受到多种因素的影响,包括荧光分子的结构、环境条件以及测量方法等。

这些因素对荧光偏振度的影响需要进行详细的研究和分析。

5. 结论荧光偏振度是描述荧光分子在激发态和基态之间发生跃迁时所产生的偏振光性质的一个重要参数。

通过不同的测量方法和应用领域,我们可以深入了解荧光偏振度在生物医学研究、材料科学和光电子学等领域中的应用价值。

荧光偏振技术原理

荧光偏振技术原理
Chem. Commun. 2011, 47, 3478-3480.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
3. 核酸分析
实时监测DNA双链的形成和解链s. 2003, 31: e70.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
4. 水解酶催化反应
实时监测蛋白酶催化过程
核酸酶检测及药物筛选
荧光偏振技术原理
Chem. Commun. 2011, 47, 4763-4765.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
T4 polynucleotide kinase activity and inhibition
荧光偏振技术原理
J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 2018-2021.
汞离子检测荧光偏振探针检测限达到0.2 ppb ,比传统荧光偏振方法提高2个数量级,检测 时间只需20分钟,具有良好的特异性
AuNP Enhancement
AuNP-DNA System 0.2 ppb
Quantitative Analysis
荧光偏振技术原理
DNA-DNA System
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
聚乙烯纳米颗粒增强荧光偏振信号放大分析方法
荧光偏振技术原理
Chem. Asian J. 2014, 9, 2755-2760.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
金纳米颗粒、硅纳米颗粒等虽然能有效增强荧光偏振值,但是 探针与纳米颗粒需要复杂的共价连接;
开发一种普适、简单的荧光偏振增强剂仍然是一个重要的任务。
荧光偏振技术原理
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
20世纪50年代Weber进一步拓展了荧光偏振理论并首次将荧光偏振用于生化 分析领域。

荧光偏振免疫分析

荧光偏振免疫分析
优势
荧光偏振免疫分析具有高灵敏度、高特异性和低检测限等优点,能够实现快速、准确地定量检测目标 物质。此外,该技术还具有操作简便、样本用量少等优点,使得其在生物医学领域中具有广泛的应用 前景。
02
荧光偏振免疫分析技术
荧光物质与标记技术
荧光物质
荧光物质是一种能够在特定波长光激发下发出荧光的物质,常用于荧光偏振免疫 分析中的标记物。常见的荧光物质包括荧光素、量子点、荧光染料等。
数据处理
数据处理是对检测到的信号进行解析、计算和分析的过程。通过建立数学模型和算法,将荧光信号转化为待测物 质的浓度或活性。数据处理还包括对实验数据的统计、分析和可视化,以提供准确的实验结果和可靠的结论。
荧光偏振免疫分析的优缺点
优点
高灵敏度、高特异性、操作简便、可 定量检测等。
缺点
对实验条件要求较高、仪器设备昂贵 、需要专业操作人员等。
通过病毒与细菌检测,有助于疾病的早期诊断、治疗监测和预防控制,对于公共卫生和疫情防控具有 重要意义。
其他医学应用
荧光偏振免疫分析在医学诊断中还有 许多其他应用,如药物浓度监测、自 身免疫性疾病的抗体检测、生物毒素 和毒素抗体的检测等。
通过这些应用,可为临床医生提供更 全面的诊断信息,有助于疾病的精准 治疗和患者管理。
100%
数据记录
记录荧光信号的变化,生成数据 曲线或表格。
80%
结果分析
根据数据曲线或表格,计算抗原 的浓度或活性,进行结果解读和 报告。
04
荧光偏振免疫分析在医学诊断中的应用
肿瘤标志物检测
肿瘤标志物是肿瘤细胞分泌或脱落到体液中的物质,可用于肿瘤 的早期发现、诊断、治疗监测和预后评估。荧光偏振免疫分析可 以检测体液中微量肿瘤标志物,为肿瘤的早期发现和治疗提供有 力支持。

荧光偏振技术在细胞成像中的应用

荧光偏振技术在细胞成像中的应用

荧光偏振技术在细胞成像中的应用荧光偏振技术是一种基于荧光分析的物理测量技术。

它可以探测到样品发出的荧光信号背后的分子转变信息,进而解析出样品在空间、时间和空间-时间交叉维度上的结构和动态变化。

荧光偏振技术能够为科学家提供极其强大的工具,在于细胞成像等领域的研究中发挥重要作用。

在细胞成像中,荧光偏振技术具有许多优势。

首先,它可以测定细胞成分的空间分布,进而确定细胞结构的三维构型。

其次,通过荧光偏振技术,可以研究分子在细胞中的动态过程,比如酶反应、膜蛋白的转位等复杂的细胞代谢事件。

第三,荧光偏振技术可以测定微小结构的空间方向分布,如蛋白质聚集态、细胞色素单位分布等。

荧光偏振技术的应用非常广泛。

它既可应用与体内、体外的生物组织成像,也可应用于细胞培养中。

在体外成像中,可以通过荧光偏振二能级系统研究细胞薄片等外部结构的偏振性质。

而在细胞培养中,可以通过纳米颗粒探针等方式,直接观察单个分子的荧光偏振二能级系统,研究分子位点的转变。

另外,荧光偏振技术还可以应用于分子交互界面研究、大分子组装以及复杂膜分子的研究等方面。

荧光偏振技术的实验设备非常先进。

其中,一种被广泛应用于细胞成像的技术是荧光偏振显微镜。

它利用偏振显微镜的成像功能,采集细胞荧光偏振信号,从而获得样品三维结构的信息。

荧光偏振显微镜是一种非常先进的荧光技术,它可以通过非常细微的荧光过程,探测到分子的洛克态信息,进而揭示分子在空间和时间上的动态行为。

荧光偏振技术的应用在细胞成像研究中具有巨大的潜力。

随着技术的不断发展和完善,荧光偏振显微镜可以越来越高精度的探测细胞体内的物质分子,从而揭示细胞的复杂活动。

特别是在生物医学和药物研发领域,荧光偏振技术具有非常重要的作用,可以帮助科学家更好地认知人类健康和疾病治疗的问题,推进更加快速和更加精确的医疗研究。

总之,荧光偏振技术在细胞成像中应用非常广泛,是一种非常有前景和有巨大应用潜力的技术。

随着技术的不断发展,荧光偏振技术能够为科学家提供更为高效、更为简单、更为精确的成像技术,进而加速我们对细胞科学的研究和认知,更好地服务于人类健康和生命科学的发展。

适配体解离常数测量方法

适配体解离常数测量方法

适配体解离常数测量方法适配体作为一种重要的生物分子识别元素,广泛应用于生物检测、药物筛选等领域。

适配体与目标分子结合的稳定性可通过解离常数来衡量。

本文将详细介绍适配体解离常数的测量方法,以供研究者参考。

一、荧光偏振法荧光偏振法是测定适配体解离常数的一种常用方法。

该技术基于荧光分子与适配体结合后,荧光偏振程度发生变化的原理。

具体步骤如下:1.将荧光标记的适配体与不同浓度的目标分子混合。

2.在一定温度下,测量混合体系的荧光偏振值。

3.通过非线性拟合分析荧光偏振值与目标分子浓度之间的关系,计算出适配体的解离常数。

二、紫外-可见光谱法紫外-可见光谱法是通过监测适配体与目标分子结合后引起的吸光度变化来测定解离常数。

具体步骤如下:1.将适配体与不同浓度的目标分子混合。

2.在一定波长范围内测量混合体系的吸光度。

3.通过分析吸光度变化,计算出适配体的解离常数。

三、等温滴定量热法等温滴定量热法(ITC)是一种直接测量生物分子结合热力学参数的方法。

通过监测滴定过程中体系的温度变化,可以得到适配体与目标分子结合的解离常数。

具体步骤如下:1.将适配体与目标分子混合,在一定温度下进行滴定。

2.记录滴定过程中体系的温度变化。

3.通过分析温度变化数据,计算出适配体的解离常数。

四、表面等离子共振法表面等离子共振法(SPR)是一种基于光学原理的检测技术。

通过监测适配体与目标分子结合过程中引起的表面等离子共振角度变化,可以测定解离常数。

具体步骤如下:1.将适配体固定在传感器芯片表面。

2.将不同浓度的目标分子流过芯片表面。

3.通过分析表面等离子共振角度变化,计算出适配体的解离常数。

五、总结以上四种方法均可用于测定适配体的解离常数。

研究者可根据实验条件、样品特性及设备要求选择合适的方法。

在实际应用中,结合多种方法可以提高测量结果的准确性和可靠性。

荧光偏振原理

荧光偏振原理

荧光偏振原理
荧光偏振原理是指当荧光光线经过偏振器时,其偏振方向会发生改变的现象。

荧光偏振原理的解释基于光的电磁波性质和物质的吸收与发射特性。

在一般情况下,光是一个横波,它的电矢量振动方向垂直于光传播方向。

然而,光线在通过某些材料或反射、散射时会发生偏振现象,即电矢量振动发生特定方向上的约束。

此时,我们可以用偏振器测量或控制光的偏振状态,其中偏振器可以是线偏振器、圆偏振器或椭圆偏振器。

当荧光光线经过偏振器时,偏振器会选择光电矢量振动特定方向上的分量,使
得透过偏振器的光的偏振方向与偏振器的方向相同。

荧光光线经过样品后,会激发样品中的物质,使其发射出特定波长的荧光。

这些发射的荧光有不同的振动方向,当这些荧光再次经过偏振器时,原本与偏振器方向相同的振动方向的分量会被偏振器选择透过,而与偏振器方向垂直的振动方向的分量则会被偏振器屏蔽。

因此,透过偏振器的荧光光线会产生偏振,其振动方向与偏振器的方向相同。

荧光偏振原理在科学研究和实验技术中有广泛应用。

通过分析荧光偏振可帮助
研究者了解物质分子的取向、结构和相互作用等信息。

此外,荧光偏振原理还在显微镜技术、生物医学和材料科学等领域得到应用,为我们提供了重要的研究工具和实验手段。

总之,荧光偏振原理描述了荧光光线经过偏振器时其偏振方向会发生改变的现象。

了解和应用荧光偏振原理对于深入理解物质的光学特性以及实验研究具有重要意义。

荧光偏振分析方法

荧光偏振分析方法

02
通过实时监测荧光标记信号分 子的偏振状态,可揭示信号传 导过程中的分子事件和调控机 制。
03
荧光偏振技术还可用于研究细 胞间信号传导和细胞通讯过程 ,为理解细胞行为和生理功能 提供新的视角。
04
荧光偏振在材料科
学中应用
高分子材料结构与性能关系研究
荧光偏振用于研究高分子 链构象
通过荧光偏振技术可以观察高分子链在不同 条件下的构象变化,进而理解其物理性质和 化学性质。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析, 包括数据清洗、归一化、统计分 析等步骤,以提取有用的信息并 得出结论。
结果展示
将处理后的数据以图表、图像等 形式展示出来,以便更直观地理 解和解释实验结果。
03
荧光偏振在生物医
学领域应用
药物筛选与评估
1
荧光偏振技术可用于高通量药物筛选,通过测量 荧光标记药物与靶标结合后的偏振变化,快速识 别潜在活性化合物。
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荧光偏振分析方法
目录
CONTENTS
• 荧光偏振原理及基本概念 • 荧光偏振实验技术与方法 • 荧光偏振在生物医学领域应用 • 荧光偏振在材料科学中应用 • 荧光偏振在环境监测领域应用 • 荧光偏振技术发展趋势与挑战
01
荧光偏振原理及基
本概念
荧光产生与发射过程
荧光物质吸收光能
荧光物质在受到特定波长的光照射时,会吸收光能并激发电子从 基态跃迁到激发态。
01
利用荧光偏振技术可以快速筛选具有特定功能的材料,如发光
材料、光电材料等。
荧光偏振用于功能材料性能优化
02
通过荧光偏振技术可以研究功能材料的性能与结构之间的关系,

荧光偏振免疫测定原理

荧光偏振免疫测定原理

荧光偏振免疫测定原理荧光偏振免疫测定是一种高灵敏度、高选择性的生物分析技术,被广泛应用于医学、生物学和环境监测等领域。

该技术的原理基于免疫反应和荧光偏振现象,通过对待测物体系中特定分子的选择性捕获和荧光信号检测,实现对目标物质的快速、准确测定。

荧光偏振免疫测定的原理可分为三个关键步骤:免疫反应、荧光标记和偏振信号检测。

首先,免疫反应是荧光偏振免疫测定的基础。

它依赖于抗原与抗体之间的高度特异性结合。

抗原是待测物体系中所含有的分析目标,抗体则是针对特定抗原的免疫分子。

在荧光偏振免疫测定中,抗原首先被固定在试验平台上,形成固相。

然后,待测样品中的抗原与试验平台上的抗体进行结合反应。

这种特异性结合反应仅发生在目标物质存在的情况下,因此可以使用免疫反应来筛选目标物质并排除其他干扰物质。

接下来,荧光标记是实现荧光信号检测的关键步骤。

它利用特定的荧光染料或荧光颗粒,将其标记在反应中与目标物质结合的抗体或其他特定分子上。

这些荧光标记物可以发射特定波长的荧光信号,并具有较长的发光寿命。

荧光标记物的选择应考虑到其荧光性能,例如荧光量子产率和发射波长尽可能远离样品中其他自发荧光的波长,以避免干扰信号。

荧光标记物的引入使得待测物体系具有荧光特性,从而可以通过检测荧光信号来实现分析和测定。

最后,偏振信号检测是荧光偏振免疫测定的核心。

它利用了光波振动方向的偏振特性。

在荧光偏振免疫测定中,通过选择适当的偏振器和荧光探测器,可以将荧光信号从样品中提取出来,并测量相对应的荧光偏振参数。

荧光偏振参数是由样品中荧光分子的取向、偏振或了解以及其与固相之间的相互作用所决定的。

这些参数可以提供关于待测物体系中分子间相互作用的信息,因此能够准确测定特定目标物质的含量。

总之,荧光偏振免疫测定通过免疫反应、荧光标记和偏振信号检测等关键步骤,实现对目标物质的高灵敏度、高选择性测定。

这种技术不仅具有广泛的应用前景,而且对于生物医学研究和临床诊断具有重要意义,能够帮助人们更好地理解分子间的相互作用以及其在生物体系中的功能和调控机制。

荧光偏振免疫法

荧光偏振免疫法

荧光偏振免疫法荧光偏振免疫法是一种常用的生物分析技术,可以用于检测和分析样品中的特定分子。

本文将介绍荧光偏振免疫法的原理、应用以及优缺点。

一、原理荧光偏振免疫法是基于荧光技术和免疫学原理的结合。

它利用特异性抗体与目标分子结合的能力,通过荧光标记的抗体来检测和定量目标分子。

荧光偏振免疫法的原理可以简述为以下几个步骤:首先,将样品中的目标分子与特异性抗体进行反应,形成抗原-抗体复合物。

然后,通过加入荧光标记的二抗或酶标记的二抗,使荧光物质或酶物质与抗原-抗体复合物结合。

最后,通过荧光偏振光谱仪或酶标仪来检测和测量荧光强度或酶的活性,进而定量目标分子的含量。

二、应用荧光偏振免疫法在生物医学研究和临床诊断中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:1. 肿瘤标记物检测:荧光偏振免疫法可以检测和定量血清中的肿瘤标记物,如癌胚抗原(CEA)、前列腺特异性抗原(PSA)等,用于早期癌症的筛查和诊断。

2. 免疫组织化学:荧光偏振免疫法可以用于定位和定量组织中的特定蛋白或细胞表面标记物,如免疫组织化学染色和免疫组织化学定位。

3. 免疫荧光显微镜:荧光偏振免疫法可以用于细胞和组织的观察,通过荧光偏振显微镜观察荧光信号的方向和强度,可以获得更多的信息,如蛋白的空间分布、蛋白的定位等。

4. 荧光免疫分析:荧光偏振免疫法可以用于定量检测样品中的特定分子,如激素、细胞因子等。

通过测量荧光强度和方向,可以实现高灵敏度和高特异性的分析。

三、优缺点荧光偏振免疫法具有以下优点:1. 高灵敏度:荧光偏振光谱仪可以测量荧光信号的强度和方向,提高了测量的灵敏度。

2. 高特异性:荧光偏振免疫法利用特异性抗体与目标分子结合,具有高特异性,可以准确检测目标分子。

3. 高通量:荧光偏振免疫法可以同时检测多个目标分子,提高了检测效率。

4. 定量分析:荧光偏振免疫法可以通过测量荧光强度或酶活性来定量目标分子的含量。

然而,荧光偏振免疫法也存在一些缺点:1. 荧光标记的抗体易受到光照和温度的影响,可能导致荧光信号的变化。

荧光偏振免疫分析PPT课件

荧光偏振免疫分析PPT课件
↓ 冲洗管路
↓ 探针内部清洗
↓ 样品检测
第44页/共55页
仪器的关闭
探针内部清洗 ↓
关机
第45页/共55页
AxSYM日常保养
第46页/共55页
每周保养
探针外部清洗 ↓
冲洗站清洗 ↓
1,3号注液器清洗 ↓
清洁过滤网
第47页/共55页
每周保养
↓ FPIA和MEIA的光路检查
↓ 清洁样品篮和样品管托架
第23页/共55页
系统控制中心
• 样品/测试放置清单 • 结果浏览 • 报告/选择结果 • 动态时间显示和批处理结果 • 病人结果打印 • 结果保存和归档 • 定标浏览 • Levey Jennings 质控图 • 库存监控 • 自动 “菜单操做保养”
第24页/共55页
纤维杯容器
玻璃纤维杯用于MEIA方法 的微粒子捕捉
>1500/>25 0 >2500/>12 5
DPC Immulite/ Immulite 2000/100 --/--/100
>5000/>200 0/200
J&J Vitros ECi
Roche
2010/1010/ E170
->1000
600/200/50
4000/2000/ 300
20000
18000 16000 14000 12000 10000
5000 4000 3000 2000 1000
0
Instrument Placements
AxSYM RxL HM ACS 180
Access Immuno 1 Elecsys 2010 Immulite 2000
Centaur ECI

荧光偏振技术的原理和应用

荧光偏振技术的原理和应用

荧光偏振技术的原理和应用1. 荧光偏振技术的原理荧光偏振技术是一种利用荧光现象来研究物质结构和性质的技术方法。

它基于光的偏振性质,通过测量样品对偏振光的吸收、发射和散射来获得有关样品特性的信息。

1.1 荧光现象的基础•荧光现象是物质受到能量激发后,从高能级到低能级跃迁而放出的光。

•不同的物质具有特定的发射光谱,可以通过荧光光谱来确定物质的类型和组成。

•荧光现象受到分子结构和环境的影响,可以通过荧光偏振来研究分子的空间结构和动力学行为。

1.2 光的偏振性质•光是一种横波,具有振动方向的偏振性质。

•偏振光的振动在一个特定的方向上,可以用偏振方向来描述。

•偏振光可以按照偏振方向分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。

1.3 荧光偏振技术的原理•荧光偏振技术利用偏振光与样品之间的相互作用来获取信息。

•样品对不同偏振方向的光的吸收、发射和散射系数不同,可以通过测量偏振光的吸收、发射和散射来获得样品的偏振特性。

•通过测量偏振光的强度和偏振方向的变化,可以得到有关样品的结构、构型和相互作用的信息。

2. 荧光偏振技术的应用荧光偏振技术在各个领域都有广泛的应用,可以用于研究材料科学、生物医学、环境科学等多个领域。

2.1 材料科学中的应用•荧光偏振技术可以用于研究材料的结构、形态和性质。

•可以通过测量荧光偏振光的强度和偏振方向来研究材料的分子结构和晶体结构。

•可以用于研究材料的光学性质、电子结构和表面性质。

2.2 生物医学中的应用•荧光偏振技术可以用于研究生物分子的构象和相互作用。

•可以用于研究生物分子的二级结构、三级结构和四级结构。

•可以用于研究生物分子的运动行为、相互作用机制和功能特性。

2.3 环境科学中的应用•荧光偏振技术可以用于研究环境中的污染物和有机物。

•可以通过测量荧光偏振光的强度和偏振方向来确定污染物的来源和类型。

•可以用于研究污染物的分子结构、分布和迁移行为。

2.4 其他领域中的应用除了上述领域,荧光偏振技术还可以在许多其他领域中得到应用,如化学、物理、地球科学等。

荧光偏振实验报告

荧光偏振实验报告

一、实验目的1. 理解荧光偏振现象及其产生机理。

2. 掌握利用荧光偏振技术分析分子结构和动态过程的方法。

3. 通过实验,验证荧光偏振在物质结构研究中的应用。

二、实验原理荧光偏振是指荧光分子发射的荧光光子具有特定的偏振状态。

这种现象的产生与荧光分子的电子跃迁有关。

当荧光分子吸收光子后,电子从基态跃迁到激发态,随后以辐射跃迁的方式回到基态,并发射出荧光光子。

在这个过程中,如果激发态的分子具有特定的空间取向,那么发射的荧光光子的偏振状态也会受到影响。

荧光偏振技术主要分为两种:顺向偏振和逆向偏振。

顺向偏振实验中,激发光和检测光均沿同一方向传播;逆向偏振实验中,激发光和检测光方向垂直。

通过分析荧光偏振的变化,可以研究分子的构象变化、动态过程以及分子间相互作用等。

三、实验仪器与材料1. 荧光光谱仪2. 激光器3. 荧光样品池4. 检测器5. 滤光片6. 荧光染料(如罗丹明B)7. 背景溶液四、实验步骤1. 准备实验样品:将荧光染料溶解在背景溶液中,配制成一定浓度的溶液。

2. 将溶液装入荧光样品池,并放置在荧光光谱仪的样品室中。

3. 设置激发光波长和检测光波长,调整光路,确保激发光和检测光的方向。

4. 进行顺向偏振实验:分别测量激发光和检测光方向平行和垂直时的荧光强度。

5. 进行逆向偏振实验:改变激发光和检测光的方向,重复步骤4。

6. 分析实验数据,计算荧光偏振度。

五、实验结果与分析1. 顺向偏振实验中,荧光强度在激发光和检测光方向平行时达到最大值,在垂直时达到最小值。

这说明荧光分子在激发态时具有特定的空间取向。

2. 逆向偏振实验中,荧光偏振度随激发光和检测光方向的变化而变化。

当激发光和检测光方向垂直时,荧光偏振度最大;当激发光和检测光方向平行时,荧光偏振度最小。

3. 通过分析荧光偏振的变化,可以研究分子的构象变化、动态过程以及分子间相互作用等。

六、实验讨论1. 实验结果表明,荧光偏振技术可以有效地研究分子的空间结构和动态过程。

荧光偏振技术介绍

荧光偏振技术介绍

荧光偏振技术介绍一、荧光偏振技术是啥呢?嘿,宝子们!今天来给大家唠唠荧光偏振技术这个超有趣的东西。

简单来说呢,这就是一种利用荧光分子的偏振特性来搞事情的技术哦。

想象一下,荧光分子就像一个个小小的精灵,在特定的环境里,它们的偏振状态会发生变化,而我们就可以通过观察这些变化来了解很多有用的信息呢。

这种技术在很多领域都有大用处。

比如说在生物医学领域,它可以用来研究生物大分子之间的相互作用。

像蛋白质和小分子药物之间的结合情况,通过荧光偏振技术就能看得一清二楚。

就好比给它们装上了一个超级放大镜,不管它们之间的互动有多微妙,都逃不过我们的眼睛。

在化学研究方面,它也不甘示弱哦。

可以用来分析化学物质的结构和动态变化。

那些复杂的化学分子结构,在荧光偏振技术的照耀下,就像被揭开了神秘的面纱,让化学家们能够更好地理解它们的性质。

二、荧光偏振技术的原理荧光偏振的原理其实也不是特别难理解啦。

当我们用偏振光去激发荧光分子的时候,荧光分子会发出荧光。

如果这些荧光分子是自由运动的,那么它们发出的荧光偏振方向就会比较杂乱。

但是呢,如果这些分子被束缚住了,或者和其他分子结合了,它们发出的荧光偏振方向就会比较一致。

通过检测这种偏振方向的变化,我们就能知道分子的状态啦。

这就像是一群调皮的小孩子,如果他们各自乱跑,那看起来就很杂乱无章;但如果他们手拉手站成一排,那就整齐有序多了。

而且哦,不同的荧光分子有不同的偏振特性,这就像是每个人都有自己独特的个性一样。

科学家们就可以根据这些特性来选择合适的荧光分子,用于不同的研究目的。

三、荧光偏振技术的应用实例1. 在药物研发中的应用在药物研发过程中,荧光偏振技术可是个得力助手呢。

比如说,研究人员想要知道一种新的抗癌药物是否能够准确地与癌细胞中的特定蛋白结合。

他们就可以给这种药物标记上荧光分子,然后利用荧光偏振技术来观察药物与蛋白的结合情况。

如果偏振度发生了明显的变化,那就说明药物成功地与蛋白结合了,这对于评估药物的有效性是非常重要的一步哦。

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荧光偏振
(Fluorescence Polarization,FP)
1926年Perrin首次在研究论文中描述他所观察到的荧光偏振现象。
如果被激发的荧光物质处于静止状态,该物质仍将保持原有激发光的偏振性; 如果被激发的荧光物质处于运动状态,该物质发出的偏振光将区别于原有激发
光的偏振特性,也就是所谓的荧光去偏振现象。
MAP探针
Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8386-8389.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
汞离子检测荧光偏振探针检测限达到0.2 ppb ,比传统荧光偏振方法提高2个数量级,检测 时间只需20分钟,具有良好的特异性
AuNP hancement
AuNP-DNA System 0.2 ppb
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
多元检测方法
5. 小分子分析
Chem. Commun. 2012, 48, 10004–10006.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
传统荧光偏振分析技术面临的挑战: 荧光偏振变化量较小,灵敏度较低
解决的方案
1 1 ( 1 1)(1 RT ) P 3 P0 3 V
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述 常用的测试仪器及配件
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述 国内外研究现状及发展动态分析
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
1. 荧光偏振免疫分析
荧光偏振免疫分析法 (fluorescence polarization immunoassay,FPIA) 是一种定量免疫分析技术。
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
纳米材料的生物功能化方法
非共价功能化途径
静电相互作用 π-π堆积作用 范德华力
碳基纳米材料:石墨烯,碳纳米管,碳纳米颗粒等
与DNA发生π-π堆积作用 与多肽发生π-π静电作用等
ssDNA/dsDNA与碳基纳米材 料之间的相互作用差别悬殊
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
Quantitative Analysis
DNA-DNA System
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
DNAzyme自组装荧光偏振探针
MAP探针
Anal. Biochem. 2010, 401, 47-52.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
纳米二氧化硅颗粒增强荧光偏振探针
Chem. Commun. 2012, 48, 7480-7482.
荧光偏振免疫分析原理
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
2. 蛋白质-核酸相互作用
核酸适配体 (aptamer) 是通过SELEX技术筛选得到的能与蛋白质、小分子、 金属离子等靶标结合的寡核苷酸序列,由于其易合成和修饰、稳定性好、成 本低,已广泛应用于分析应用领域
传统分子量依赖性FA用于研究蛋白质-核酸相互作用的原理 Biosens. Bioelectron. 2012, 32, 148-154.
氧化石墨烯增强荧光偏振信号分析方法
Chem. Commun. 2013, 49, 1942-1944.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
氧化石墨烯增强荧光偏振信号分析方法
“signal-off” “signal-on”
Anal. Chem. 2013, 85, 1424-1430.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
碳纳米颗粒增强荧光偏振信号分析方法
Materials Science and Engineering C 2014, 38, 206-211.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
碳纳米管增强荧光偏振信号分析方法
Biosensors and Bioelectronics, 2014, 54, 285-291.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
核酸酶检测及药物筛选
Chem. Commun. 2011, 47, 4763-4765.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
T4 polynucleotide kinase activity and inhibition
J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 2018-2021.
一. 调节机体和细胞的渗透压 二. 调节体液的酸碱平衡 三. 参与体内蛋白质和糖类的代谢 四. 维持正常的神经兴奋性和心肌运动
Analyst, 2012, 137, 2770-2773.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
特殊结构核酸增强荧光偏振
➢ 离子和小分子检测
Chem. Commun. 2014,50, 2049-2051.
• 通过专用分析软件,可对检测结果进行分析,判别等工作。
荧光偏振技术的优势:
荧光偏振技术比研究蛋白质与核酸结合的传统方法具有更多优势 (特别是 不生成有害的放射性废物) 并且检测限更低,可达亚纳摩尔级范围。此外荧光 偏振是真正均相的,允许实时检测 (动力学检测),对于浓度变化不敏感,是均 相检测形式 (中间不含洗涤步骤 ) 的最佳解决方案。
Polarized excitation
100% 0%
<100% >0%
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
如何衡量:偏振值的定义
P= +
偏振值一般以mP(毫偏)来表示
对于完全偏振发射,P = 1;对于自然光,P = 0
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
偏振值的影响参数
➢ 分子的偏振性与分子旋转弛豫时间成比例,分子旋转弛豫时间是分子转过 68.5度角时所用的时间;
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
超灵敏检测DNA
3. 核酸分析
改进传统的荧光偏振检测方 法,通过引入酶促反应扩增检测 信号应用于超灵敏检测特异性 DNA的检测。
Chem. Commun. 2011, 47, 3478-3480.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
3. 核酸分析
实时监测DNA双链的形成和解链过程
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
5. 小分子分析
非竞争法检测小分子化合物
空间构象变化
Anal. Chem. 2009, 81, 7468-7473.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
5. 小分子分析
磷酸二酯酶I介导的荧光偏振传感平台
Anal. Bioanal. Chem. 2011, 401, 3229-3234.
荧光偏振技术原理与 仪器及其应用
荧光偏振技术原理与仪器及其应用
1 传统荧光偏振技术及发展情况概述 2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
非偏振光原理图
光的偏振性
自然光在各个方向 振动是均匀分布的
偏振光原理图
一束光线都在同一 方向上振动
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
纳米材料
与蛋白质和核酸相比,纳米材料具有良好的热稳定性、更大的质量 和体积且易于合成和进行表面修饰,因此用纳米材料增强荧光偏振具有 潜在的应用价值。
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
纳米粒子显著增大了分子相互作用的荧光偏振值变化
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
➢ 分子旋转弛豫时间与介质黏度、绝对温度、分子体积和分子重量和气体常 数有关。
1 1 ( 1 1)(1 RT ) P 3 P0 3 V
偏振值衡量荧光分子的运动性
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
20世纪50年代Weber进一步拓展了荧光偏振理论并首次将荧光偏振用于生化 分析领域。
20世纪80年代,随着荧光探针和荧光偏振分析仪器商业化,荧光偏振技术在 生命科学等各个领域扮演越来越重要的角色。
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
荧光偏振分析的一般步骤
• 利用荧光偏振的原理,通过检测荧光素标记的小分子与其它分子相互作用前 后分子量的变化,计算水平方向及垂直方向的荧光值作相关分析。
• 如果被检测分子大,激发时运动慢,测得的荧光偏振光值高。如果分子小, 分子旋转或翻转速度快,发射光相对于激发光平面将去偏振化,测得的偏振 光值低,从而计算出样品的偏振值(偏振值单位 mP)。
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
碳纳米管增强荧光偏振信号分析方法
Chem. Asian J. 2014, 9, 87-92.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
纳米球形聚电解质刷增强荧光偏振信号分析方法
ChemBioChem 2010, 11, 494-497.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
聚乙烯纳米颗粒增强荧光偏振信号放大分析方法
Chem. Asian J. 2014, 9, 2755-2760.
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
金纳米颗粒、硅纳米颗粒等虽然能有效增强荧光偏振值,但是 探针与纳米颗粒需要复杂的共价连接;
开发一种普适、简单的荧光偏振增强剂仍然是一个重要的任务。
MAP探针 (Mass Amplifying Probe)
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
➢ 小分子检测
蛋白质增强荧光偏振
凝血酶 (thrombin)
Anal. Chem. 2012, 84, 5535-5541.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
➢ 离子检测
特殊结构核酸增强荧光偏振
K+的作用
Nucleic Acids Res. 2003, 31: e70.
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
4. 水解酶催化反应
实时监测蛋白酶催化过程
• 蛋白酶对机体的新陈代谢 和生物调控起到非常重要 的作用;
• 蛋白酶酶活的评估有助于 理解特定的生化途径、开 发治疗药物。
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