Автофлуоресценция
Автофлуоресценция — это естественное излучение света биологическими структурами, такими как митохондрии и лизосомы , когда они поглотили свет, и используется для различения света, исходящего от искусственно добавленных флуоресцентных маркеров ( флуорофоров ). [1]
Наиболее часто наблюдаемыми автофлуоресцентными молекулами являются НАДФН и флавины ; внеклеточный матрикс также может способствовать автофлуоресценции из-за внутренних свойств коллагена и эластина . [1]
Обычно белки, содержащие повышенное количество аминокислот триптофана , тирозина и фенилаланина , демонстрируют некоторую степень автофлуоресценции. [2]
Автофлуоресценция также наблюдается в небиологических материалах, содержащихся во многих бумагах и текстиле. Автофлуоресценция бумажных денег США была продемонстрирована как средство отличить поддельную валюту от подлинной. [3]
микроскопия
[ редактировать ]
Автофлуоресценция может быть проблематичной при флуоресцентной микроскопии . Светоизлучающие пятна (например, антитела с флуоресцентной меткой ) наносятся на образцы, чтобы обеспечить визуализацию конкретных структур.
Автофлуоресценция мешает обнаружению определенных флуоресцентных сигналов, особенно когда интересующие сигналы очень тусклые — это приводит к тому, что структуры, отличные от представляющих интерес, становятся видимыми.
В некоторых микроскопах (в основном конфокальных ) можно использовать различное время жизни возбужденных состояний добавленных флуоресцентных маркеров и эндогенных молекул, чтобы исключить большую часть автофлуоресценции.
В некоторых случаях автофлуоресценция может действительно освещать интересующие структуры или служить полезным диагностическим индикатором. [1]
Например, клеточная автофлуоресценция может использоваться в качестве индикатора цитотоксичности без необходимости добавления флуоресцентных маркеров. [4]
Аутофлуоресценцию кожи человека можно использовать для измерения уровня конечных продуктов гликирования (AGE), которые присутствуют в больших количествах при некоторых заболеваниях человека . [5]
Системы оптической визуализации , использующие мультиспектральную визуализацию, могут уменьшить ухудшение сигнала, вызванное автофлуоресценцией, одновременно добавляя расширенные возможности мультиплексирования . [6]
Микроскопия сверхвысокого разрешения SPDM выявила автофлуоресцентные клеточные объекты, которые невозможно обнаружить в обычных условиях флуоресцентной визуализации. [7]
Автофлуоресцентные молекулы
[ редактировать ]Молекула Возбуждение
(нм)флуоресценция
(нм) ПикЖивотные (Зоаэ)ГрибыРастенияСсылкаNAD(P)H 340 450 С Ф П [8] хлорофилл 465–665 673–726 П Коллаген 270–370 305–450 С [8] Ретинол 500 С Ф П [9] Рибофлавин 550 С Ф П [9] Холекальциферол 380–460 С [9] Фолиевая кислота 450 С Ф П [9] Пиридоксин 400 С Ф П [9] Тирозин 270 305 С Ф П [2] Дитирозин 325 400 С [2] Эксимероподобный
совокупность
(коллаген)270 360 С [2] Аддукт гликирования 370 450 С [2] Индоламин С Липофусцин 410–470 500–695 С Ф П [10] Лигнин
( полифенол )335–488 455–535 П [11] Триптофан 280 300–350 С Ф П Флавин 380–490 520–560 С Ф П Меланин 340–400 360–560 С Ф П [12]
- Вещества, светящиеся в тканях животных, согласно таксономическому включению, также светятся и в человека . тканях
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Моники, М. (2005). «Исследование и диагностика автофлуоресценции клеток и тканей». Ежегодный обзор биотехнологии . 11 : 227–256. дои : 10.1016/S1387-2656(05)11007-2 . ISBN 9780444519528 . ПМИД 16216779 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Ментер, Джулиан М. (2006). «Температурная зависимость флуоресценции коллагена». Фотохимические и фотобиологические науки . 5 (4): 403–410. дои : 10.1039/b516429j . ПМИД 16583021 . S2CID 34205474 .
- ^ Чиа, Томас; Левен, Майкл (17 ноября 2009 г.). «Обнаружение фальшивых бумажных денег США с использованием собственной флуоресценции» . Оптика Экспресс . 17 (24): 22054–22061. Бибкод : 2009OExpr..1722054C . дои : 10.1364/OE.17.022054 . ПМИД 19997451 .
- ^ Фриче, М.; Мандениус, CF (сентябрь 2010 г.). «Подходы к исследованию токсичности на основе флуоресцентных клеток». Анальная биоанальная химия . 398 (1): 181–191. дои : 10.1007/s00216-010-3651-6 . ПМИД 20354845 . S2CID 22712460 .
- ^ Герритс, Э.Г.; Смит, Эй Джей; Било, HJ (март 2009 г.). «AGE, аутофлуоресценция и функция почек» . Нефрол. Наберите номер. Пересадка . 24 (3): 710–713. дои : 10.1093/ndt/gfn634 . ПМИД 19033250 .
- ^ Мэнсфилд, Джеймс Р.; Госсэйдж, Кирк В.; Хойт, Клиффорд К.; Левенсон, Ричард М. (2005). «Методы удаления автофлуоресценции, мультиплексирования и автоматического анализа для флуоресцентной визуализации in vivo» . Журнал биомедицинской оптики . 10 (4): 041207. Бибкод : 2005JBO....10d1207M . дои : 10.1117/1.2032458 . ПМИД 16178631 . S2CID 35269802 .
- ^ Кауфманн, Р.; Мюллер, П.; Хаусманн, М.; Кремер, К. (2010). «Визуализация внутриклеточных структур без меток с помощью локализационной микроскопии». Микрон . 42 (4): 348–352. дои : 10.1016/j.micron.2010.03.006 . ПМИД 20538472 .
- ^ Перейти обратно: а б Георгакуди, И.; Джейкобсон, Британская Колумбия; Мюллер, МГ; Листы, ЭЭ; Бадизадеган К.; Карр-Локк, DL; и др. (01.02.2002). «NAD(P)H и коллаген как in vivo количественные флуоресцентные биомаркеры предраковых изменений эпителия ». Исследования рака . 62 (3): 682–687. ПМИД 11830520 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Зипфель, WR; Уильямс, РМ; Кристи, Р.; Никитин А.Ю.; Хайман, Британская Колумбия; Уэбб, WW (10 июня 2003 г.). «Собственная эмиссионная микроскопия живых тканей с использованием собственной многофотонно-возбуждаемой флуоресценции и генерации второй гармоники» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (12): 7075–7080. Бибкод : 2003PNAS..100.7075Z . дои : 10.1073/pnas.0832308100 . ПМЦ 165832 . ПМИД 12756303 .
- ^ Шёненбрюхер, Хольгер; Адхикари, Рамкришна; Мукерджи, Прасун; Кейси, Томас; Расмуссен, Марк; Майстрович, Франк; и др. (2008). «Метод на основе флуоресценции с использованием липофусцина для обнаружения тканей центральной нервной системы на тушах крупного рогатого скота» . Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 56 (15): 6220–6226. дои : 10.1021/jf0734368 . ПМИД 18620407 .
- ^ Дональдсон, Ллойд; Уильямс, Нари (февраль 2018 г.). «Визуализация и спектроскопия природных флуорофоров хвои» . Растения . 7 (1): 10. doi : 10.3390/plants7010010 . ПМЦ 5874599 . ПМИД 29393922 .
- ^ Галлас, Джеймс М. и Эйснер, Мелвин (май 1987 г.). «Флуоресценция меланина в зависимости от длины волны и концентрации возбуждения». Фотохимия и фотобиология . 45 (5): 595–600. дои : 10.1111/j.1751-1097.1987.tb07385.x . S2CID 95703924 .