✖


Jump to content

Флуорофор

(Перенаправлено из пика поглощения )
Для использования и теории флуоресценции см. Флуоресценцию в науках о жизни .
Меченная флуорофором клетка человека .

Флуорофор флуоресцентное (или флуорохром , аналогично хромофору ) представляет собой , химическое соединение которое может повторно обрести свет при возбуждении света. Флуорофоры обычно содержат несколько комбинированных ароматических групп, или плоских или циклических молекул с несколькими π -связями . [ 1 ]

Флуорофоры иногда используются отдельно, в качестве трассера в жидкостях, в качестве красителя для окрашивания определенных структур, в качестве подложки ферментов , или в качестве зонда или индикатора (когда на его флуоресценцию влияют экологические аспекты, такие как полярность или ионы). В более общем плане они ковалентно связаны с макромолекулами , служащие маркерами (или красителями, или метками, или репортерами) для аффинных или биоактивных реагентов ( антитела , пептиды, нуклеиновые кислоты). Флуорофоры заметно используются для окрашивания тканей, клеток или материалов различными аналитическими методами, такими как флуоресцентная визуализация и спектроскопия .

Fluorescein , посредством своего амино -реактивного изотиоцианатного производного изотиоцианата флуоресцеина (FITC), был одним из самых популярных флуорофоров. Из маркировки антител приложения распространились на нуклеиновые кислоты благодаря карбоксифлуоресцеину . Другими исторически распространенными флуорофорами являются производные родамина (TRITC), кумарина и цианина . [ 2 ] Новые поколения флуорофоров, многие из которых являются запатентованными, часто работают лучше, более фотостабилими, ярче или менее чувствительны к рН , чем традиционные красители с сопоставимым возбуждением и излучением. [ 3 ] [ 4 ]

Флуоресценция

[ редактировать ]

Флуорофор поглощает энергию света определенной длины волны и вновь вызывает свет на более длинной длине волны. Поглощенные длины волны , эффективность переноса энергии и время до выброса зависят как от структуры флуорофора, так и от ее химической среды, поскольку молекула в его возбужденном состоянии взаимодействует с окружающими молекулами. Длина волны максимального поглощения (≈ возбуждения) и излучения (например, поглощение/излучение = 485 нм/517 нм) являются типичными терминами, используемыми для обозначения данного флуорофора, но весь спектр может быть важен. Спектр длины волны возбуждения может быть очень узкой или более широкой полосой, или все это может быть за пределами уровня отсечения. Спектр излучения обычно более острее, чем спектр возбуждения, и он имеет более длинную длину волны и соответственно более низкую энергию. Энергии возбуждения варьируются от ультрафиолета до видимого спектра , и энергии излучения могут продолжаться от видимого света в ближнюю инфракрасную область.

Основными характеристиками флуорофоров являются:

  • Максимальная длина волны возбуждения и излучения (экспрессируется в нанометрах (нм)): соответствует пику в спектрах возбуждения и излучения (обычно по одному пику каждый).
  • Коэффициент молярного поглощения (в мол −1 см −1 ): связывает количество поглощенного света на заданной длине волны с концентрацией флуорофора в растворе.
  • Квантовый выход : эффективность энергии, перенесенной из падающего света в испускаемую флуоресценцию (количество испускаемых фотонов на поглощенные фотоны).
  • Срок службы (в пикосекундах): продолжительность возбужденного состояния флуорофора, прежде чем вернуться в свое основное состояние. Это относится к времени, затрачиваемому на популяцию возбужденных флуорофоров, чтобы разлагаться до 1/ E (≈0,368) первоначальной суммы.
  • Сдвиг Стокса : разница между максимальным возбуждением и максимальной длиной волн излучения.
  • Темная фракция : доля молекул, не активных в флуоресцентном излужении. Для квантовых точек длительная одномолекулярная микроскопия показала, что 20-90% всех частиц никогда не испускают флуоресценцию. [ 5 ] С другой стороны, конъюгированные полимерные наночастицы (PDOT) почти не показывают темной фракции в их флуоресценции. [ 6 ] Флуоресцентные белки могут иметь темную фракцию от неправильного сворачивания белка или дефектного образования хромофора. [ 7 ]

Эти характеристики стимулируют другие свойства, включая фотообесцвечивание или фоторезистентность (потеря флуоресценции при непрерывном освещении). Другие параметры следует учитывать, поскольку полярность молекулы флуорофора, размер и форму флуорофора (т.е. для схемы поляризации флуоресценции ), а другие факторы могут изменить поведение флуорофоров.

Флуорофоры также могут быть использованы для гашения флуоресценции других флуоресцентных красителей или для передачи их флуоресценции на даже более длинных длин волн .

Размер (молекулярный вес)

[ редактировать ]

Большинство флуорофоров представляют собой органические малые молекулы 20–100 атомов (200–1000 Далтона ; молекулярная масса может быть выше в зависимости от привитых модификаций и конъюгированных молекул), но также есть гораздо более крупные природные флуорофоры, которые являются белками : зеленый флуоресцентный белок (GFP) 27 К да , а несколько фикобилипротеинов (PE, APC ...) - ≈240 кДа. По состоянию на 2020 год самый маленький известный флуорофор был 3-гидроксизонотинальныйдегид , соединение из 14 атомов и только 123 Да. [ 8 ]

Флуоресцентные частицы, такие как квантовые точки (диаметр 2–10 нм, 100–100000 атомов) также считаются флуорофорами. [ 9 ]

Размер флуорофора может стерически препятствовать метечной молекуле и влиять на полярность флуоресценции.

Семьи

[ редактировать ]
Флуоресценция различных веществ под ультрафиолетовым светом. Зеленый - это флуоресцеин , красный - родамин B , желтый - родамин 6G , синий - хинин , фиолетовый - смесь хинина и родамина 6G. Решения составляют около 0,001% концентрации в воде.

Молекулы флуорофора могут быть либо использованы в одиночку, либо служить флуоресцентным мотивом функциональной системы. Основываясь на молекулярной сложности и синтетических методах, молекулы флуорофора могут быть обычно классифицированы на четыре категории: белки и пептиды, небольшие органические соединения, синтетические олигомеры и полимеры, а также многокомпонентные системы. [ 10 ] [ 11 ]

Флуоресцентные белки GFP, YFP и RFP (зеленый, желтый и красный, соответственно) могут быть прикреплены к другим специфическим белкам с образованием слитого белка , синтезированного в клетках после трансфекции подходящего плазмидного носителя.

Органические флуорофоры не белка принадлежат к основным химическим семействам:

Эти флуорофоры флуорески из -за делокализованных электронов , которые могут прыгать в полосу и стабилизировать поглощенную энергией. Например, бензол , один из самых простых ароматических углеводородов, возбуждается при 254 нм и испускает при 300 нм. [ 12 ] Это различает флуорофоры от квантовых точек, которые являются флуоресцентными полупроводниковыми наночастицами .

Они могут быть прикреплены к белкам к определенным функциональным группам, таким как аминогруппы ( активный сложный эфир , карбоксилат , изотиоцианат , гидразин ), карбоксильные группы ( карбодимид ), тиол ( малеимид , ацетил бромид ) и органический азид (через клик или невой в частности ( глутаральдегид )).

Кроме того, могут присутствовать различные функциональные группы, чтобы изменить их свойства, такие как растворимость или придавать особые свойства, такие как бороновая кислота , которая связывается с сахарами или множественными карбоксильными группами, чтобы связываться с определенными катионами. Когда краситель содержит электронную и электронную группу на противоположных концах ароматической системы, этот краситель, вероятно, будет чувствителен к полярности окружающей среды ( Solvatochromic ), следовательно, называемый окружающей средой. Часто красители используются внутри клеток, которые непроницаемы для заряженных молекул; В результате этого карбоксильные группы преобразуются в сложный эфир, который удаляется эстеразами внутри клеток, например, Fura-2AM и флуоресцеин-диацетата .

Следующие семьи красителей являются группами товарных знаков и не обязательно имеют структурное сходство.

Ядра эндотелиальных клеток бычьей легочной артерии окрашены синим цветом, окрашенными DAPI , окрашенными митохондриями , окрашенными красным митотракером, красным CMXRO и F-актином, флуора 488 окрашенным зеленым с помощью флуора и визуализируемых на флуоресцентном микроскопе.

Примеры часто встречающихся флуорофоров

[ редактировать ]

Реактивные и сопряженные красители

[ редактировать ]
Краситель Ex (NM) Эм (нм) МВт Примечания
Гидроксикумарин 325 386 331 Сукцинимидиловый эфир
Аминокумарин 350 445 330 Сукцинимидиловый эфир
Метоксикумарин 360 410 317 Сукцинимидиловый эфир
Каскадный синий (375);401 423 596 Гидразид
Тихоокеанский синий 403 455 406 Шахматы
Тихоокеанский апельсин 403 551
3-гидроксизонотинананаминальныйдегид 385 525 123 Qy 0,15; чувствительный к рН
Люцифер желтый 425 528
NBD 466 539 294 NBD-X
R-phycoerythrin (PE) 480;565 578 240 к
Конъюгаты PE-CY5 480;565;650 670 aka cychrome, r670, tri-cnathum red
Конъюгаты PE-CY7 480;565;743 767
Красный 613 480;565 613 Pe-Texas Red
PERCP 490 675 35KDA Перидининовый хлорофилл белок
Сброшен 490,675 695 Percp-Cy5.5 Конъюгат
Флуоркс 494 520 587 (Дайте здравоохранение)
Флуоресцеин 495 519 389 FITC; чувствительный к рН
Тел 503 512
G-DYE100 498 524 Подходит для маркировки белка и электрофореза
G-DYE200 554 575 Подходит для маркировки белка и электрофореза
G-DYE300 648 663 Подходит для маркировки белка и электрофореза
G-DYE400 736 760 Подходит для маркировки белка и электрофореза
Cy2 489 506 714 Qy 0,12
Cy3 (512);550 570;(615) 767 Qy 0,15
Cy3b 558 572;(620) 658 QY 0,67
Cy3.5 581 594;(640) 1102 Qy 0,15
Cy5 (625);650 670 792 QY 0,28
Cy5.5 675 694 1272 QY 0,23
Cy7 743 767 818 QY 0,28
Тритк 547 572 444 Тритк
Рентген 570 576 548 Xritc
Лиссамин Родамин б 570 590
Техас красный 589 615 625 Сульфонилхлорид
Аллофикоцианин (APC) 650 660 104 к
Конъюгаты APC-CY7 650;755 767 Далекий красный

Сокращения:

Красители нуклеиновой кислоты

[ редактировать ]
Краситель Ex (NM) Эм (нм) МВт Примечания
Hoechst 33342 343 483 616 Ат-селективный
DAPI 345 455 Ат-селективный
Hoechst 33258 345 478 624 Ат-селективный
Ситокс Блю 431 480 ~400 ДНК
Хромомицин A3 445 575 CG-селективный
Митрамицин 445 575
Yoyo-1 491 509 1271
Этидий бромид 210;285 605 394 в водном растворе
Гелред 290;520 595 1239 Нетоксичный заменитель бромида этидия
Акридиновый апельсин 503 530/640 ДНК/РНК
Sytox Green 504 523 ~600 ДНК
Toto-1, To-Pro-1 509 533 Жизненно важное пятно, тото: димер цианина
TO-Pro: цианиновый мономер
Тиазол оранжевый 510 530
Cytrak Orange 520 615 - (Biostatus) (красное возбуждение темное)
Пропидий йодид (пи) 536 617 668.4
LDS 751 543;590 712;607 472 ДНК (543EX/712EM), РНК (590EX/607EM)
7 -й 546 647 7-аминоактиномицин D, CG-селективный
Sytox Orange 547 570 ~500 ДНК
Toto-3, TO-Pro-3 642 661
Драк5 600/647 697 413 (Biostatus) (использование использования до 488)
Драк7 599/644 694 ~700 (Biostatus) (использование использования до 488)

Красины функции ячейки

[ редактировать ]
Краситель Ex (NM) Эм (нм) МВт Примечания
Индо-1 361/330 490/405 1010 AM Эстер, низкий/высокий кальций (CA 2+ )
Флюо-3 506 526 855 Am Ester. Ph> 6
Флюо-4 491/494 516 1097 Am Ester. PH 7,2
DCF 505 535 529 2'7'dichorodihydrofluorescein , окисленная форма
DHR 505 534 346 Дигидрородамин 123 , окисленная форма, световой катализирует окисление
Заканчиваться 548/579 587/635 Тел. 6/9

Флуоресцентные белки

[ редактировать ]
Краситель Ex (NM) Эм (нм) МВт QY Бренд Пса Примечания
GFP (мутация Y66H) 360 442
GFP (мутация Y66F) 360 508
EBFP 380 440 0.18 0.27 мономер
EBFP2 383 448 20 мономер
Азурит 383 447 15 мономер
GFPUV 385 508
Т-сапфир 399 511 0.60 26 25 слабый димер
Церулеан 433 475 0.62 27 36 слабый димер
McFP 433 475 0.40 13 64 мономер
Mturquoise2 434 474 0.93 28 мономер
ECFP 434 477 0.15 3
Cypet 435 477 0.51 18 59 слабый димер
GFP (мутация Y66W) 436 485
Mkeima-Red 440 620 0.24 3 мономер (MBL)
TAGCFP 458 480 29 димер (эвроген)
Amcyan1 458 489 0.75 29 тетрамер, (Clontech)
MTFP1 462 492 54 димер
GFP (мутация S65A) 471 504
Мидориши Циан 472 495 0.9 25 димер (MBL)
Дикий тип GFP 396,475 508 26K 0.77
GFP (мутация S65C) 479 507
Turbogfp 482 502 26 к 0.53 37 димер, (эвроген)
TAGGFP 482 505 34 мономер (эвроген)
GFP (мутация S65L) 484 510
Изумруд 487 509 0.68 39 0.69 Слабый димер, (Invitrogen)
GFP (мутация S65T) 488 511
EGFP 488 507 26K 0.60 34 174 Слабый димер, (Clontech)
Азами Грин 492 505 0.74 41 мономер (MBL)
Zsgreen1 493 505 105K 0.91 40 тетрамер, (Clontech)
TAGYFP 508 524 47 мономер (эвроген)
EYFP 514 527 26K 0.61 51 60 Слабый димер, (Clontech)
Топаз 514 527 57 мономер
Венера 515 528 0.57 53 15 слабый димер
Макитрин 516 529 0.76 59 49 мономер
Ypet 517 530 0.77 80 49 слабый димер
Turboyfp 525 538 26 к 0.53 55.7 димер, (эвроген)
Zsyello1 529 539 0.65 13 тетрамер, (Clontech)
Молитва за апельсин 548 559 0.60 31 мономер (MBL)
Луна 548 562 0.69 49 9 мономер
Аллофикоцианин (APC) 652 657.5 105 кДа 0.68 гетеродимер, сшитый [ 13 ]
Ты 548 559 0.60 31 122 мономер
Turborfp 553 574 26 к 0.67 62 димер, (эвроген)
Tdual 554 581 0.69 95 98 тандем димер
TAGRFP 555 584 50 мономер (эвроген)
DSRED MONOMER 556 586 ~ 28K 0.1 3.5 16 мономер, (Clontech)
Dsred2 ("RFP") 563 582 ~ 110K 0.55 24 (Clontech)
MSTRAWBERBER 574 596 0.29 26 15 мономер
Turbofp602 574 602 26 к 0.35 26 димер, (эвроген)
ASRED2 576 592 ~ 110K 0.21 13 тетрамер, (Clontech)
MRFP1 584 607 ~ 30K 0.25 мономер, ( десять лаборатории )
J-Red 584 610 0.20 8.8 13 димер
R-Phycoerythrin (RPE) 565> 498 573 250 кДа 0.84 Гетеротример [ 13 ]
B-Phycoerythrin (BPE) 545 572 240 кДа 0.98 Гетеротример [ 13 ]
MCHERRY 587 610 0.22 16 96 мономер
HCRED1 588 618 ~ 52K 0.03 0.6 димер, (Clontech)
Катуша 588 635 23 димер
P3 614 662 ~ 10000 кДа Фикобилисомный комплекс [ 13 ]
Перидининовый хлорофилл (PERCP) 483 676 35 кДа тример [ 13 ]
Хлеб (TAGFP635) 588 635 15 мономер (эвроген)
Turbofp635 588 635 26 к 0.34 22 димер, (эвроген)
Mplum 590 649 51,4 К. 0.10 4.1 53
мрэспберри 598 625 0.15 13 мономер, более быстро
Мскарлет 569 594 0.70 71 277 мономер [ 14 ]

Сокращения:

Приложения

[ редактировать ]
Дополнительная информация: флуоресценция в науках о жизни

Флуорофоры имеют особое значение в области биохимии и белковых исследований, например, в иммунофлуоресценции , анализе клеток, [ 15 ] иммуногистохимия , [ 3 ] [ 16 ] и маленькие датчики молекул . [ 17 ] [ 18 ]

Используется за пределами наук о жизни

[ редактировать ]
Флуоресцентный морской краситель

Флуоресцентные красители находят широкое использование в промышленности, идущие под названием «Неоновые цвета», например:

Смотрите также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Хуан Карлос Стокерт, Альфонсо Бласкес-Кастро (2017). «Глава 3 красители и флуорохромы» . Флуоресцентная микроскопия в науках о жизни . Bentham Science Publishers. С. 61–95. ISBN  978-1-68108-519-7 Полем Получено 24 декабря 2017 года .
  2. ^ Rietdorf J (2005). Микроскопические методы . Достижения в области биохимической инженерии / биотехнологии. Берлин: Спрингер. С. 246–9. ISBN  3-540-23698-8 Полем Получено 2008-12-13 .
  3. ^ Jump up to: а беременный Циен Ры; Вагонер А (1995). «Флуорофоры для конфокальной микроскопии» . В Pawley JB (ред.). Справочник по биологической конфокальной микроскопии . Нью -Йорк: Plenum Press. С. 267–74. ISBN  0-306-44826-2 Полем Получено 2008-12-13 .
  4. ^ Лакович, младший (2006). Принципы флуоресцентной спектроскопии (3 -е изд.). Спрингер. п. 954. ISBN  978-0-387-31278-1 .
  5. ^ Pons T, Medintz IL, Farrell D, Wang X, Grimes AF, English DS, Berti L, Mattoussi H (2011). «Исследования одномолекулярной колокализации проливают свет на идею полного излучения по сравнению с темными одноквантовыми точками». Маленький . 7 (14): 2101–2108. doi : 10.1002/smll.201100802 . PMID   21710484 .
  6. ^ Koner AL, Krndija D, Hou Q, Sherratt DJ, Howarth M (2013). «Гидрокси-конъюгированные полимерные наночастицы имеют почти сознанную яркую фракцию и обнаруживают зависимость от нанодоменов IGF1R нанодоменов IGF1R» . ACS Nano . 7 (2): 1137–1144. doi : 10.1021/nn3042122 . PMC   3584654 . PMID   23330847 .
  7. ^ Garcia-Parajo MF, Segers-Nolten GM, Veerman JA, Greve J, Van Hulst NF (2000). «Световая динамика флуоресцентного излучения в реальном времени в одноцветных флуоресцентных молекулах белка» . ПНА . 97 (13): 7237–7242. Bibcode : 2000pnas ... 97.7237G . doi : 10.1073/pnas.97.13.7237 . PMC   16529 . PMID   10860989 .
  8. ^ Козенс, Том (2020-12-16). «Флуоресцентная молекула пробивает размер записи для зеленых красителей» . Chemistryworld.com . Получено 2021-12-03 .
  9. ^ Li Z, Zhao X, Huang C, Gong X (2019). «Последние достижения в области зеленых изготовления люминесцентных солнечных концентраторов с использованием нетоксичных квантовых точек в качестве флуорофоров». J. Mater. Химический В ​ 7 (40): 12373–12387. doi : 10.1039/c9tc03520f . S2CID   203003761 .
  10. ^ Лю, Дж.; Лю, C.; He, W. (2013), «Флуорофоры и их применение в качестве молекулярных зондов в живых клетках», Curr. Орг Химический , 17 (6): 564–579, doi : 10.2174/1385272811317060003
  11. ^ Хуан Карлос Стокерт, Альфонсо Бласкес-Кастро (2017). «Глава 4 флуоресцентные этикетки» . Флуоресцентная микроскопия в науках о жизни . Bentham Science Publishers. С. 96–134. ISBN  978-1-68108-519-7 Полем Получено 24 декабря 2017 года .
  12. ^ Omlc.ogi.edu
  13. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Columbia Biosciences
  14. ^ Банделы, Дафна С.; Хербош, Линдсей; Верин, Лора; Постма, Мартс; Знание, Катри Э.; Мастоп, Марию; Автор, Сильвен; ГОТТАРД, Гийл; Ройант, Антуан; Хинк, Марк А.; Гаделла, Теодор WJ (январь 2017 г.). «Mscarlet: яркий мономерный проникновение флурсцентного защитника защиты от дельта -магистрации» . Естественные методы . 14 (1): 53–56. doi : 10,1038/nmeth.4074 . ISSN   1548-7105 . PMID   27869816 . S2CID   3539874 .
  15. ^ Сирбу, Думитру; Лули, Саймир; Лесли, Джек; Оукли, Фиона; Беннистон, Эндрю С. (2019). «Увеличенная оптическая визуализация in vivo воспалительного ответа на острый повреждение печени у мышей C57BL/6 с использованием очень яркого ближнего инфракрасного красителя бодипи». Chemmedchem . 14 (10): 995–999. doi : 10.1002/cmdc.201900181 . ISSN   1860-7187 . PMID   30920173 . S2CID   85544665 .
  16. ^ Таки, Масаясу (2013). «Глава 5. Визуализация и восприятие кадмия в клетках». В Астрид Сигел; Хельмут Сигел; Роланд Ко Сигел (ред.). Кадмий: от токсикологии до сущности . Металлические ионы в науках о жизни. Тол. 11. Springer. С. 99–115. doi : 10.1007/978-94-007-5179-8_5 . PMID   23430772 .
  17. ^ Сирбу, Думитру; Мясник, Джон Б.; Waddell, Paul G.; Андрас, Петр; Беннистон, Эндрю С. (2017-09-18). «Локально возбужденное состояние переноса состояния состояния, связанные с тем, что красители оптически реагируют на сжигание нейронов» (PDF) . Химия - европейский журнал . 23 (58): 14639–14649. doi : 10.1002/chem.201703366 . ISSN   0947-6539 . PMID   28833695 .
  18. ^ Цзян, Xiqian; Ван, Лингфей; Кэрролл, Шайна Л.; Чен, Цзяньвей; Ван, Мэн с.; Ван, Джин (2018-08-20). «Проблемы и возможности для флуоресцентных зондов с малой молекулярными приложениями в применении окислительно-восстановительной биологии» . Антиоксиданты и окислительно -восстановительная передача сигналов . 29 (6): 518–540. doi : 10.1089/ars.2017.7491 . ISSN   1523-0864 . PMC   6056262 . PMID   29320869 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluorophore&oldid=1246523329"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 68f48d29724464be9af70619e6fc767b__1726741560
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/68/7b/68f48d29724464be9af70619e6fc767b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Fluorophore - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)