Biotek多功能酶标仪荧光检测的高级应用——荧光偏振

时间:2013年12月12日
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偏振光和荧光分子相互结合形成的荧光偏振理论,正在生物学分支学科理论和应用研究中大显身手。成为基础科学研究和药物筛选研究中的一个重要检测手段。

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光波可以在任何一个平面上均匀的震动,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,震动平面也就发生了变化,可能在某一个方向的震动强或弱于其他平面,这种光成为偏振光。偏振光和荧光分子相互结合形成的荧光偏振理论,该理论*早由Perrin在1962年提出,他发现溶液中的荧光分子在受到偏振光激发时,如果在激发时分子保持静止,该分子将发出固定偏振平面的发射光(发射光仍保持偏振性)。然而,如果分子旋转或者翻转那么发射光的偏振平面将不同于初始激发光的偏振平面。分子的偏振化程度和分子旋转速度成反比,同时也受溶液黏度、绝对温度、分子体积和气体常数的影响,然而旋转速度的变化主要取决于分子体积和分子重量。

荧光偏振原理:

当荧光分子受到平面偏振光激发时,如果分子(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,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,可以在垂直和水平的偏振平面检测发射光光强,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正化。

近年来,以这种物理学现象为基础的在生命科学研究的领域中扮演着越来越重要的角色。荧光偏振技术可用来研究生命科学领域中分子相互作用,以及分子与所处环境的相互作用。

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很多优势:在溶液中进行检测,可*大化的模拟真实生命环境;实时跟踪监测分子间结合/分离变化,解决定量问题;相较于放射性同位素更安全可靠;检测限更低,所需样本量少,灵敏度高,重复性好,操作简单。

荧光偏振的应用:

临床应用:荧光免疫偏振技术(Fluorescence Polarization Immunassay),利用荧光偏振技术,采用竞争结合法机制,常用于检测小分子物质如药物、激素在样本中的含量。例如,以荧光素标记的药物与含待测药物的样本为抗原,与一定量的抗体继续竞争性结合,在竞争结合过程中,样本中的待测样本越多,与抗体结合的标志抗原就越少,从而激发的荧光偏振光度也就越少。如果知道了已知浓度的标记抗原与荧光偏振光性的关系后就可以测量未知浓度的物质。因此,这项技术可以用于检测环境或食品中有毒物质如农药的残留,还可以检测病人样本中病毒DNA的复制量,为临床诊断提供有力的量化指标依据。

科研应用:

1、核酸结构变化的检测:利用荧光偏振可以帮助揭开DNA结构和结合蛋白之间的相互作用,荧光标记的寡核苷酸在溶液中可高度自由旋转,受到偏振光的激发后产生的发射光偏振性低,如果和蛋白质发生相互结合,则旋转速度低,发射光偏振性增强,如果复合物解体,则发射光偏振性减弱。因此,这种方法还可以结合动力学研究,通过偏振信号的变化对DNA双链形成和解链过程进行实时监测。

2、离子通道研究:例如影响hERG通道的潜在药物化合物的筛选,通过标记荧光的示踪剂分别与非抑制性复合物和抑制性复合物进行竞争性结合,通过荧光偏振信号变化判断潜在药物对hERG通道的作用。

3、蛋白激酶活性研究:荧光偏振方法可方便快捷的进行蛋白激酶抑制因子和筛选工作,Panvera 开发了一种基于荧光偏振的蛋白激酶活性试剂盒,采用标记的磷酸化底物、蛋白激酶产生的未标记磷酸化产物与抗丝氨酸抗体相竞争结合的方法判断蛋白激酶的活性。

目前,荧光偏振技术在生命科学领域的应用已经越来越广泛,并不局限与以上几个方面。相信随着学科间的不断交叉、融合和这项技术的优化与推广,它将受到研究者的越来越广泛的关注,在更多的研究领域发挥重要作用。

荧光偏振技术对酶标仪的要求:

Biotek 多功能微孔板检测仪采用高灵敏度滤光片光路结合光学偏振镜完成PF的模块化检测。随机Gen5软件得到的数据可以自动扣除背景值,并根据垂直和水平荧光的检测数据计算出偏振值。为高通量化合物筛选、核酸蛋白质相互作用等分子间互作提供了一种简单、便捷、经济的方法。Biotek多功能微孔板检测仪和Gen5软件在FP检测、数据分析及保存上具有卓越的性能表现,并获得了第三方试剂公司的FP认证。

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