荧光偏振技术原理PPT
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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。
光的偏振ppt课件
自然光
....
线偏振光 .
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
....
线偏振光
.
起偏器
检偏器
偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化
自然光
（1） I0 cos2 1 I0
2
32
解得 ＝ 54044
（2） I0 cos2 I0
2
3
解得 ＝ 35016
【例题13-2】光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3 后光强为I0 /8，已知P1 P3，问：P1、P2间夹角为何？
解: 分析
I0
P1
I1
P2
P3
I2
I3=I0/8
e光
线偏振光
3. 晶体的光轴
当光在晶体内沿光轴方向传播时不发生双折射。
光轴是一特殊的方向,凡平行于此 光轴
方向的直线均为光轴。
102o
单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体: 有两个光轴的晶体
78o 78o 102o
4. 主平面(光的传播方向与晶体光轴构成的平面)
·
光轴
·
o光
光轴
e光
(o光振动垂直o 光主平面)
i0 — 布儒斯特角或起偏角
•
i • n1
•
•
i
b
0
n1 sin i0 n2 sin γ n2 sin(900 i0 ) n2 •
荧光偏振技术原理PPT
荧光偏振技术原理与 仪器及其应用
回目录
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
回目录
§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
回目录
§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
纳米二氧化硅颗粒增强荧光偏振探针
Chem. Commun. 2012, 48, 7480-7482.
回目录
§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.
回目录
§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
T4 polynucleotide kinase activity B, 2013, 1, 2018-2021.
回目录
§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.
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。
回目录
§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。
Anal. Bioanal. Chem. 2011, 401, 3229-3234.
回目录
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
回目录
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
回目录
§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
回目录
§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
纳米二氧化硅颗粒增强荧光偏振探针
Chem. Commun. 2012, 48, 7480-7482.
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§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.
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§2 纳米增强荧光偏振一般策略及应用
T4 polynucleotide kinase activity B, 2013, 1, 2018-2021.
回目录
§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.
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。
回目录
§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。
Anal. Bioanal. Chem. 2011, 401, 3229-3234.
回目录
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
偏振原理及应用 ppt课件
横波只沿着 某一个特定的方 向振动，称为波 的偏振．只有横 波才有偏振现 象．
ppt课件
11
3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称 为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那 么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的 透振方向平行，透射光的强度最大．
ppt课件
12
4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏 振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂 直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的 强度为零．
2. 马吕斯定律: I I0 co2s
四、偏振光的应用实例
立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、
等等
ppt课件
26
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2、实验：
• 取一根软绳，一端固 定在墙上，手持另一 端上下抖动，就在软 绳上形成一列横波.
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝 与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的 另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直，则振 动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）．
ppt课件
5
• 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧 形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵 波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下 图）．
ppt课件
6
受上面实验的启发，我们 可以利用类似的实验来判断光
波是横波还是纵波．
• 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的 方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方 向平行的光波才能通过偏振片．偏振片对光波的 作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样．
• 现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来 做光学实验．
ppt课件
11
3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称 为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那 么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的 透振方向平行，透射光的强度最大．
ppt课件
12
4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏 振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂 直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的 强度为零．
2. 马吕斯定律: I I0 co2s
四、偏振光的应用实例
立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、
等等
ppt课件
26
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2、实验：
• 取一根软绳，一端固 定在墙上，手持另一 端上下抖动，就在软 绳上形成一列横波.
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝 与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的 另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直，则振 动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）．
ppt课件
5
• 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧 形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵 波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下 图）．
ppt课件
6
受上面实验的启发，我们 可以利用类似的实验来判断光
波是横波还是纵波．
• 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的 方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方 向平行的光波才能通过偏振片．偏振片对光波的 作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样．
• 现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来 做光学实验．
荧光偏振法
荧光偏振法荧光偏振法是一种用于研究生物大分子结构与功能的非常有用的技术手段。
荧光偏振法是利用荧光分子的特性来进行研究，荧光偏振法可以用于研究分子间的相互作用、分子内部结构的确定以及蛋白质的折叠状态等方面的问题。
以下是对荧光偏振法的详细介绍。
一、荧光偏振法的基本原理荧光偏振法是利用偏振光与荧光分子之间的相互作用来实现的。
荧光分子通常在能量激发后能够发出荧光，而荧光分子的发出方向与激发光的方向之间存在一定的关系。
因此，当将荧光分子暴露在偏振光的作用下时，在荧光发出时，会观察到特定的荧光偏振性质，这些性质可以用来研究分子结构、动力学和函数方面的问题。
荧光偏振法的基本原理可以通过极化法与偏振法来进行分析。
这些方法利用荧光分子的极化来探测荧光分子的偏振性质。
在极化法中，荧光分子处于热平衡状态下，因此，在具有不同极化方向的偏振光激发下，荧光分子发射的荧光强度也会发生变化。
在偏振法中，荧光分子产生的荧光偏振性质被用来研究分子的构象和方向性的问题。
二、荧光偏振法的优势荧光偏振法有很多的优势，包括以下几点：1. 荧光偏振法可以研究分子的结构和函数。
荧光偏振法可以通过测量荧光偏振性质来研究分子的结构和函数，这使得荧光偏振法成为了一个非常有用的技术手段。
2. 荧光偏振法具有高灵敏度和高分辨率。
荧光偏振法的灵敏度和分辨率都非常高，这使得荧光偏振法成为了一种非常重要的技术手段。
3. 荧光偏振法可以研究生物大分子的互作用。
荧光偏振法可以用来研究生物大分子的互作用，如蛋白质之间的相互作用、蛋白质-核酸相互作用等，这些研究对于研究生物大分子的结构和功能都非常重要。
三、荧光偏振法的应用荧光偏振法在生命科学研究中经常被使用。
荧光偏振法在蛋白质研究、膜研究、DNA/RNA研究、细胞动力学研究等方面都有广泛应用。
1. 荧光偏振法在蛋白质研究中的应用。
荧光偏振法可以用来研究蛋白质的结构和功能。
荧光标记的蛋白质可以用来研究其折叠状态、构象变化和互作用等方面的问题。
光学第5章光的偏振4PPT课件
光学第5章光的偏振4ppt 课件
• 光的偏振概述 • 偏振光的基本性质 • 偏振光实验与观察 • 偏振光在生活中的应用 • 偏振光的未来发展与展望
01
光的偏振概述
光的偏振定义
自然光
没有偏振，光波的电矢量和磁矢 量在各个方向上的振动都相同。
完全偏振光
光波的电矢量和磁矢量只在某一 特定方向上振动。
偏振光在显示技术中的应用
液晶显示（LCD）
LCD显示器利用偏振光原理，通过控 制光线偏振状态来控制像素的亮暗， 实现图像显示。
3D电影技术
3D电影通过交替显示左右眼视角的偏 振光，让观众佩戴偏振眼镜来获得立 体视觉效果。
偏振光在光学仪器中的应用
偏振干涉仪
利用偏振光的干涉现象，可以测量光学元件的折射率、光学厚度等参数，广泛应用于光学计量和测试领域。
偏振光的应用
01
02
03
光学成像
利用偏振光可以消除或减 少某些散射光的干扰，提 高成像质量。
光学通信
在光纤通信中，利用偏振 光可以实现更高的信息传 输速率和更低的误码率。
光学传感
偏振光可以用于检测物质 的结构和性质，例如生物01
偏振光在光学和物理学中具有重 要的理论和应用价值。
偏振分束器
偏振分束器可以将入射的非偏振光分成两束振动方向相互垂直的偏振光，是光学实验和光学系统中的重要元件。
05
偏振光的未来发展与展望
偏振光在新型光学器件中的应用
偏振光在新型光学器件中具有广泛的应用前景，如光学晶体、光学纤维、 光子晶体等。这些新型光学器件利用偏振光的特性，可以实现高效的光 束控制、光信息处理和光通信等功能。
提供生物组织的结构和功能信息，有助于疾病的早期发现和治疗。 • 在地球科学领域，偏振光可以用于大气和海洋环境的监测和研究，如气溶胶、云雾和海洋表面等。这些研究有
• 光的偏振概述 • 偏振光的基本性质 • 偏振光实验与观察 • 偏振光在生活中的应用 • 偏振光的未来发展与展望
01
光的偏振概述
光的偏振定义
自然光
没有偏振，光波的电矢量和磁矢 量在各个方向上的振动都相同。
完全偏振光
光波的电矢量和磁矢量只在某一 特定方向上振动。
偏振光在显示技术中的应用
液晶显示（LCD）
LCD显示器利用偏振光原理，通过控 制光线偏振状态来控制像素的亮暗， 实现图像显示。
3D电影技术
3D电影通过交替显示左右眼视角的偏 振光，让观众佩戴偏振眼镜来获得立 体视觉效果。
偏振光在光学仪器中的应用
偏振干涉仪
利用偏振光的干涉现象，可以测量光学元件的折射率、光学厚度等参数，广泛应用于光学计量和测试领域。
偏振光的应用
01
02
03
光学成像
利用偏振光可以消除或减 少某些散射光的干扰，提 高成像质量。
光学通信
在光纤通信中，利用偏振 光可以实现更高的信息传 输速率和更低的误码率。
光学传感
偏振光可以用于检测物质 的结构和性质，例如生物01
偏振光在光学和物理学中具有重 要的理论和应用价值。
偏振分束器
偏振分束器可以将入射的非偏振光分成两束振动方向相互垂直的偏振光，是光学实验和光学系统中的重要元件。
05
偏振光的未来发展与展望
偏振光在新型光学器件中的应用
偏振光在新型光学器件中具有广泛的应用前景，如光学晶体、光学纤维、 光子晶体等。这些新型光学器件利用偏振光的特性，可以实现高效的光 束控制、光信息处理和光通信等功能。
提供生物组织的结构和功能信息，有助于疾病的早期发现和治疗。 • 在地球科学领域，偏振光可以用于大气和海洋环境的监测和研究，如气溶胶、云雾和海洋表面等。这些研究有
《光的偏振实验》课件
振是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上作圆周运动。
椭圆偏振是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上作椭圆运动。
偏振光通过不同介质的现象
偏振光通过透明介质时，其偏振方向会发生改变 偏振光通过反射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过折射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过散射介质时，其偏振方向也会发生改变
观察干涉条纹：记录干涉 条纹的变化，分析光的偏 振特性
实验总结：总结实验结果， 分析光的偏振特性，得出 结论
实验注意事项
确保实验环境 安全，避免光
线直射眼睛
实验过程中， 注意保护实验 器材，避免损
坏
实验过程中， 注意观察实验 现象，及时记
录数据
实验结束后， 及时清理实验 器材，保持实
验室整洁
光的偏振实验结果分析
光的偏振实验原理
光的波动理论
光的波动性：光具有波动性，可以传播和反射
光的偏振：光在传播过程中，其振动方向与传播方向之间存在一定的关系
光的偏振实验：通过实验观察光的偏振现象，验证光的波动性
光的偏振原理：光的偏振是由于光在传播过程中受到介质的影响，导致其振动方向发生变 化
光的偏振态
光的偏振态是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上的振动状 态。 光的偏振态可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种。
光的偏振的应用
光学仪器中的偏振现象
偏振片：用于改变光的偏振状态，如偏振显微镜、偏振相机等 偏振棱镜：用于分离不同偏振方向的光，如偏振分光镜、偏振棱镜等 偏振光栅：用于分析光的偏振特性，如偏振光栅、偏振光栅相机等 偏振干涉仪：用于测量光的偏振特性，如偏振干涉仪、偏振干涉显微镜等
摄影技术中的偏振应用
椭圆偏振是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上作椭圆运动。
偏振光通过不同介质的现象
偏振光通过透明介质时，其偏振方向会发生改变 偏振光通过反射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过折射介质时，其偏振方向也会发生改变 偏振光通过散射介质时，其偏振方向也会发生改变
观察干涉条纹：记录干涉 条纹的变化，分析光的偏 振特性
实验总结：总结实验结果， 分析光的偏振特性，得出 结论
实验注意事项
确保实验环境 安全，避免光
线直射眼睛
实验过程中， 注意保护实验 器材，避免损
坏
实验过程中， 注意观察实验 现象，及时记
录数据
实验结束后， 及时清理实验 器材，保持实
验室整洁
光的偏振实验结果分析
光的偏振实验原理
光的波动理论
光的波动性：光具有波动性，可以传播和反射
光的偏振：光在传播过程中，其振动方向与传播方向之间存在一定的关系
光的偏振实验：通过实验观察光的偏振现象，验证光的波动性
光的偏振原理：光的偏振是由于光在传播过程中受到介质的影响，导致其振动方向发生变 化
光的偏振态
光的偏振态是指光在传播过程中，其电矢量在垂直于传播方向的平面上的振动状 态。 光的偏振态可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种。
光的偏振的应用
光学仪器中的偏振现象
偏振片：用于改变光的偏振状态，如偏振显微镜、偏振相机等 偏振棱镜：用于分离不同偏振方向的光，如偏振分光镜、偏振棱镜等 偏振光栅：用于分析光的偏振特性，如偏振光栅、偏振光栅相机等 偏振干涉仪：用于测量光的偏振特性，如偏振干涉仪、偏振干涉显微镜等
摄影技术中的偏振应用
偏振X射线荧光分析培训教程39页PPT
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
偏振X射线荧光分析培训教程
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
荧光偏振免疫分析PPT
应用Bio-Kine 软件(Bio-Logic)通过两个散射
组蛋白对DNA荧光偏振度影响
• 3. DNA-组蛋白复合体荧光偏振度随组蛋白与DNA 浓 度比变化关系曲线
组蛋白对DNA荧光偏振度影响
• 4. 对图表的解释:
在溶液中单独存在时, DNA分子随机卷曲 且有弹性此构型对应着一定的偏振度值. 在我们的实验条件下, DNA 分子的荧光 偏振度在0.11左右;
• 2.FPIA易受样本基质(如与基质蛋白的非 特异性结合),背景荧光和光散射的影响。
• 3.FPIA的检测信号的背景较高,检测范围 (窗口)较窄,信噪比(S/N)较低。
• 4. FPIA对荧光标记物的纯度要求较高,需
对本实验室研究的思考
• 当研究对象为与核酸(DNA/RNA)互作的蛋 白时，可以在核酸的末端加上一个荧光标 签,研究二者之间的结合关系,包括结合常数, 动力学白分子可能呈现更紧密、更小 的构型, 导致复合体分子
荧光偏振研究的一般步骤
• 1.确定最佳的荧光标记物;
• 2.确定公式中的各种参数;
• 3.倍比稀释结合物，根据不同的FP值确定 最优稀释比，使其结合能力与FP值成线性 关系;
• 4.建立标准曲线;
• 而待测样本中竞 争抗原的浓度增 加时,荧光标记抗
• FPIA是均相的 竞争免疫分析方 法,反应完全在 溶液系统中,不 需要分离结合的 和未结合的抗体。
• 实验操作过程非 常简单,仅仅是 将抗体,荧光标
组蛋白对DNA荧光偏振度影响
• 1. 制备DNA-组蛋白复合体:
λ-DNA(48kbp)用荧光染料YOYO-1标记, 碱基对与染料分子之比为10:1;
荧光偏振免疫分析的优点
• 1.均相系统,不需要洗涤操作,可大大减少试剂 的用量。
组蛋白对DNA荧光偏振度影响
• 3. DNA-组蛋白复合体荧光偏振度随组蛋白与DNA 浓 度比变化关系曲线
组蛋白对DNA荧光偏振度影响
• 4. 对图表的解释:
在溶液中单独存在时, DNA分子随机卷曲 且有弹性此构型对应着一定的偏振度值. 在我们的实验条件下, DNA 分子的荧光 偏振度在0.11左右;
• 2.FPIA易受样本基质(如与基质蛋白的非 特异性结合),背景荧光和光散射的影响。
• 3.FPIA的检测信号的背景较高,检测范围 (窗口)较窄,信噪比(S/N)较低。
• 4. FPIA对荧光标记物的纯度要求较高,需
对本实验室研究的思考
• 当研究对象为与核酸(DNA/RNA)互作的蛋 白时，可以在核酸的末端加上一个荧光标 签,研究二者之间的结合关系,包括结合常数, 动力学白分子可能呈现更紧密、更小 的构型, 导致复合体分子
荧光偏振研究的一般步骤
• 1.确定最佳的荧光标记物;
• 2.确定公式中的各种参数;
• 3.倍比稀释结合物，根据不同的FP值确定 最优稀释比，使其结合能力与FP值成线性 关系;
• 4.建立标准曲线;
• 而待测样本中竞 争抗原的浓度增 加时,荧光标记抗
• FPIA是均相的 竞争免疫分析方 法,反应完全在 溶液系统中,不 需要分离结合的 和未结合的抗体。
• 实验操作过程非 常简单,仅仅是 将抗体,荧光标
组蛋白对DNA荧光偏振度影响
• 1. 制备DNA-组蛋白复合体:
λ-DNA(48kbp)用荧光染料YOYO-1标记, 碱基对与染料分子之比为10:1;
荧光偏振免疫分析的优点
• 1.均相系统,不需要洗涤操作,可大大减少试剂 的用量。
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，
光的偏振ppt课件
第8章 光的偏振
（polarization of light）
可编辑ppt
1
光的干涉和衍射现象显示了光的波动特性，但还不能完全 断定光是纵波还是横波。
波动是振动的传播过程。变化的电场(电矢量)和变化的磁场( 磁矢量)在空间的传播形成电磁波
光的生理作用、感光现象，实际是电矢量在起作用， 即是电场 强度E 矢量（光振动）。
电磁波是横波，即光振动的方向与光的传播方向总是垂直
光是电磁波在人眼视觉范围内的波段
400nm 760nm。对应红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光。
4000Å 紫
可编辑ppt
7600Å2 红
光的偏振现象从实验上清楚地显示出光的横波性，这一点与 光的电磁理论的预言一致。
偏振——光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向 失去对称性的现象。只有横波才能产生偏振 现象，故光
3 16
(3 )考 虑 ,I1 I吸 0c2 o 3 收 （ 0 s0 1 0 .1 ） I2 15.2%
I2I1co 26s 0(0 10 .1 )
I 0
可编辑ppt
9
光的偏振现象在技术中有很多应用。例如
拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照 片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射 光，使得水面下的景物和橱窗中的陈列品看 不清楚，摄出的照片也不清楚．如果在照相 机镜头上加一个偏振片，使偏振片的偏振化 方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这 些反射光滤掉，而摄得清晰的照片；
3
§8-1 偏振光和自然光
就其偏振状态区分，光可以分成三类：非偏振光，完全 偏振光和部分偏振光。
普通光源发光都是非偏振光 1。非偏振光（自然光）
合成两个相互垂 直的方向.
v 简化Βιβλιοθήκη 两个相互垂直的方向的光振动振幅相等，但是相互独 立的，没有固定的位相关系.
（polarization of light）
可编辑ppt
1
光的干涉和衍射现象显示了光的波动特性，但还不能完全 断定光是纵波还是横波。
波动是振动的传播过程。变化的电场(电矢量)和变化的磁场( 磁矢量)在空间的传播形成电磁波
光的生理作用、感光现象，实际是电矢量在起作用， 即是电场 强度E 矢量（光振动）。
电磁波是横波，即光振动的方向与光的传播方向总是垂直
光是电磁波在人眼视觉范围内的波段
400nm 760nm。对应红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光。
4000Å 紫
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7600Å2 红
光的偏振现象从实验上清楚地显示出光的横波性，这一点与 光的电磁理论的预言一致。
偏振——光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向 失去对称性的现象。只有横波才能产生偏振 现象，故光
3 16
(3 )考 虑 ,I1 I吸 0c2 o 3 收 （ 0 s0 1 0 .1 ） I2 15.2%
I2I1co 26s 0(0 10 .1 )
I 0
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光的偏振现象在技术中有很多应用。例如
拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照 片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射 光，使得水面下的景物和橱窗中的陈列品看 不清楚，摄出的照片也不清楚．如果在照相 机镜头上加一个偏振片，使偏振片的偏振化 方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这 些反射光滤掉，而摄得清晰的照片；
3
§8-1 偏振光和自然光
就其偏振状态区分，光可以分成三类：非偏振光，完全 偏振光和部分偏振光。
普通光源发光都是非偏振光 1。非偏振光（自然光）
合成两个相互垂 直的方向.
v 简化Βιβλιοθήκη 两个相互垂直的方向的光振动振幅相等，但是相互独 立的，没有固定的位相关系.
光的偏振第一讲PPT课件
04
光的偏振分类
线偏振光与椭圆偏振光
线偏振光
光的电矢量只在某一特定方向上振动，该方向垂直于光的传播方向。
椭圆偏振光
光的电矢量在两个相互垂直的方向上振动，且电矢量端点轨迹呈椭圆。
圆偏振光与自然光
圆偏振光
光的电矢量在垂直于传播方向的平面上旋转，且旋转方向随时间变化。
自然光
光的电矢量在各个方向上均匀分布，没有特定的偏振方向。
偏振片是常见的产生偏振光的器件， 它通过特定的涂层使光线在特定方向 上折射，从而产生偏振光。
偏振光的其他性质
01
偏振光在传播过程中，其电场和 磁场分量始终保持相互垂直，这 使得偏振光具有方向性，可以用 来控制光波的传播方向和强度。
02
偏振光的干涉现象是偏振光的一 个重要性质，当两束偏振光干涉 时，会产生明暗相间的干涉条纹 。
02
光的偏振现象
自然光与偏振光
自然光
光线在各个方向上的振动是均匀 分布的，表现为无规则的波动。
偏振光
光线在某一特定方向上的振动占 优势，表现为有规律的波动。
偏振现象的观察
偏振滤光片
通过偏振滤光片观察自然光，可以观 察到光的强度减弱，呈现出特定的色 彩。
液晶显示器
液晶显示器利用偏振光原理，通过调 整偏振片的旋转角度来控制像素的明 暗。
偏振态的描述方法
01
02
03
斯托克斯参量
描述线偏振光、椭圆偏振 光和圆偏振光的三个参量， 包括幅度、方位角和旋转 方向。
琼斯矩阵
描述线性光学系统对偏振 态的影响，通过输入和输 出光的偏振态矩阵运算来 描述。
Stokes矢量
由四个参数构成的矢量， 用于描述光的偏振状态， 包括幅度、方位角、主轴 角和退偏振程度。
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
↓ 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”
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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
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Instrument Placements
AxSYM RxL HM ACS 180
Access Immuno 1 Elecsys 2010 Immulite 2000
Centaur ECI
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荧光偏振免疫分析原理
回目录
§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.
解决的方案
1 1 ( 1 1)(1 RT ) P 3 P0 3 V
回目录
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.
Chem. Rev. 2010, 110, 2685-2708.
回目录
§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.
回目录
§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
实时监测DNA双链的形成和解链过程
Nucleic Acids Res. 2003, 31: e70.
回目录
§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。
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。
回目录
§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。
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。
• 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）。
• 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。
回目录
§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
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.
回目录
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
➢ 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
回目录
§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。
回目录
§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
回目录
§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
回目录
§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。
荧光偏振技术原理与 仪器及其应用
回目录
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
回目录
§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
回目录
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
Polarized excitation
100% 0%
<100% >0%
回目录
§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
回目录
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
偏振值的影Leabharlann 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；
Anal. Bioanal. Chem. 2011, 401, 3229-3234.
回目录
§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.
回目录
§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
回目录
§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.
回目录
§1 传统荧光偏振技术及发展情况概述
3. 核酸分析
特殊结构核酸增强荧光偏振
➢ 离子和小分子检测
回目录
Chem. Commun. 2014,50, 2049-2051.
§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。