熒光偏振技術原理演示文稿

熒光偏振技術原理演示文稿當前第1頁\共有39頁\編于星期四\10點優(yōu)選熒光偏振技術原理ppt當前第2頁\共有39頁\編于星期四\10點熒光偏振技術原理與儀器及其應用傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述1納米增強熒光偏振一般策略及應用2當前第3頁\共有39頁\編于星期四\10點§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述光的偏振性非偏振光原理圖偏振光原理圖自然光在各個方向振動是均勻分布的一束光線都在同一方向上振動當前第4頁\共有39頁\編于星期四\10點熒光偏振（FluorescencePolarization，F(xiàn)P）Polarizedexcitation100%0%<100%>0%1926年Perrin首次在研究論文中描述他所觀察到的熒光偏振現(xiàn)象。如果被激發(fā)的熒光物質處于靜止狀態(tài)，該物質仍將保持原有激發(fā)光的偏振性；如果被激發(fā)的熒光物質處于運動狀態(tài)，該物質發(fā)出的偏振光將區(qū)別于原有激發(fā)光的偏振特性，也就是所謂的熒光去偏振現(xiàn)象?！?傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第5頁\共有39頁\編于星期四\10點如何衡量：偏振值的定義P=-+偏振值一般以mP（毫偏）來表示對于完全偏振發(fā)射，P=1；對于自然光，P=0§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第6頁\共有39頁\編于星期四\10點偏振值的影響參數(shù)偏振值衡量熒光分子的運動性§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述分子的偏振性與分子旋轉弛豫時間成比例，分子旋轉弛豫時間是分子轉過68.5度角時所用的時間；分子旋轉弛豫時間與介質黏度、絕對溫度、分子體積和分子重量和氣體常數(shù)有關。當前第7頁\共有39頁\編于星期四\10點20世紀50年代Weber進一步拓展了熒光偏振理論并首次將熒光偏振用于生化分析領域。20世紀80年代，隨著熒光探針和熒光偏振分析儀器商業(yè)化，熒光偏振技術在生命科學等各個領域扮演越來越重要的角色?！?傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第8頁\共有39頁\編于星期四\10點§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述熒光偏振分析的一般步驟利用熒光偏振的原理，通過檢測熒光素標記的小分子與其它分子相互作用前后分子量的變化，計算水平方向及垂直方向的熒光值作相關分析。如果被檢測分子大，激發(fā)時運動慢，測得的熒光偏振光值高。如果分子小，分子旋轉或翻轉速度快，發(fā)射光相對于激發(fā)光平面將去偏振化，測得的偏振光值低，從而計算出樣品的偏振值（偏振值單位mP）。通過專用分析軟件，可對檢測結果進行分析，判別等工作。熒光偏振技術比研究蛋白質與核酸結合的傳統(tǒng)方法具有更多優(yōu)勢(特別是不生成有害的放射性廢物)并且檢測限更低，可達亞納摩爾級范圍。此外熒光偏振是真正均相的，允許實時檢測(動力學檢測)，對于濃度變化不敏感，是均相檢測形式(中間不含洗滌步驟)的最佳解決方案。熒光偏振技術的優(yōu)勢:當前第9頁\共有39頁\編于星期四\10點§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述常用的測試儀器及配件當前第10頁\共有39頁\編于星期四\10點國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第11頁\共有39頁\編于星期四\10點1.熒光偏振免疫分析熒光偏振免疫分析法(fluorescencepolarizationimmunoassay，F(xiàn)PIA)是一種定量免疫分析技術。熒光偏振免疫分析原理§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第12頁\共有39頁\編于星期四\10點2.蛋白質-核酸相互作用核酸適配體(aptamer)是通過SELEX技術篩選得到的能與蛋白質、小分子、金屬離子等靶標結合的寡核苷酸序列，由于其易合成和修飾、穩(wěn)定性好、成本低，已廣泛應用于分析應用領域傳統(tǒng)分子量依賴性FA用于研究蛋白質-核酸相互作用的原理Biosens.Bioelectron.2012,32,148-154.§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第13頁\共有39頁\編于星期四\10點3.核酸分析Chem.Commun.2011,47,3478-3480.

改進傳統(tǒng)的熒光偏振檢測方法，通過引入酶促反應擴增檢測信號應用于超靈敏檢測特異性DNA的檢測。超靈敏檢測DNA§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第14頁\共有39頁\編于星期四\10點3.核酸分析NucleicAcidsRes.2003,31:e70.實時監(jiān)測DNA雙鏈的形成和解鏈過程§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第15頁\共有39頁\編于星期四\10點4.水解酶催化反應Chem.Rev.2010,110,2685-2708.實時監(jiān)測蛋白酶催化過程蛋白酶對機體的新陳代謝和生物調控起到非常重要的作用；蛋白酶酶活的評估有助于理解特定的生化途徑、開發(fā)治療藥物?！?傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第16頁\共有39頁\編于星期四\10點Anal.Chem.2009,81,7468-7473.非競爭法檢測小分子化合物5.小分子分析§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述空間構象變化當前第17頁\共有39頁\編于星期四\10點Anal.Bioanal.Chem.2011,401,3229-3234.磷酸二酯酶I介導的熒光偏振傳感平臺5.小分子分析§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第18頁\共有39頁\編于星期四\10點Chem.Commun.2012,48,10004–10006.多元檢測方法5.小分子分析§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第19頁\共有39頁\編于星期四\10點傳統(tǒng)熒光偏振分析技術面臨的挑戰(zhàn)：熒光偏振變化量較小，靈敏度較低解決的方案?MAP探針(MassAmplifyingProbe)§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第20頁\共有39頁\編于星期四\10點Anal.Chem.2012,84,5535-5541.小分子檢測蛋白質增強熒光偏振§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述凝血酶(thrombin)當前第21頁\共有39頁\編于星期四\10點離子檢測Analyst,2012,137,2770-2773.特殊結構核酸增強熒光偏振§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述一.調節(jié)機體和細胞的滲透壓二.調節(jié)體液的酸堿平衡三.參與體內蛋白質和糖類的代謝四.維持正常的神經(jīng)興奮性和心肌運動K+的作用當前第22頁\共有39頁\編于星期四\10點離子和小分子檢測Chem.Commun.2014,50,2049-2051.特殊結構核酸增強熒光偏振§1傳統(tǒng)熒光偏振技術及發(fā)展情況概述當前第23頁\共有39頁\編于星期四\10點與蛋白質和核酸相比，納米材料具有良好的熱穩(wěn)定性、更大的質量和體積且易于合成和進行表面修飾，因此用納米材料增強熒光偏振具有潛在的應用價值。納米材料§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第24頁\共有39頁\編于星期四\10點納米粒子顯著增大了分子相互作用的熒光偏振值變化§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第25頁\共有39頁\編于星期四\10點Angew.Chem.Int.Ed.

2008,47,8386-8389.MAP探針§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第26頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用AuNP-DNASystemDNA-DNASystemAuNPEnhancement0.2ppbQuantitativeAnalysis

汞離子檢測熒光偏振探針檢測限達到0.2ppb，比傳統(tǒng)熒光偏振方法提高2個數(shù)量級，檢測時間只需20分鐘，具有良好的特異性當前第27頁\共有39頁\編于星期四\10點Anal.Biochem.

2010,

401,47-52.DNAzyme自組裝熒光偏振探針MAP探針§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第28頁\共有39頁\編于星期四\10點Chem.Commun.2012,48,7480-7482.納米二氧化硅顆粒增強熒光偏振探針§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第29頁\共有39頁\編于星期四\10點Chem.Commun.2011,47,4763-4765.核酸酶檢測及藥物篩選§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第30頁\共有39頁\編于星期四\10點J.Mater.Chem.B,2013,1,2018-2021.T4polynucleotidekinaseactivityandinhibition§2納米增強熒光偏振一般策略及應用當前第31頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用Chem.AsianJ.2014,9,2755-2760.聚乙烯納米顆粒增強熒光偏振信號放大分析方法當前第32頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用金納米顆粒、硅納米顆粒等雖然能有效增強熒光偏振值，但是探針與納米顆粒需要復雜的共價連接；開發(fā)一種普適、簡單的熒光偏振增強劑仍然是一個重要的任務。當前第33頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用納米材料的生物功能化方法非共價功能化途徑靜電相互作用π-π堆積作用范德華力碳基納米材料：石墨烯，碳納米管，碳納米顆粒等ssDNA/dsDNA與碳基納米材料之間的相互作用差別懸殊與DNA發(fā)生π-π堆積作用與多肽發(fā)生π-π靜電作用等當前第34頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用Chem.Commun.2013,49,1942-1944.氧化石墨烯增強熒光偏振信號分析方法當前第35頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用“signal-off”“signal-on”Anal.Chem.2013,85,1424-1430.氧化石墨烯增強熒光偏振信號分析方法當前第36頁\共有39頁\編于星期四\10點§2納米增強熒光偏振一般策略及應用

MaterialsScienceandEngineeringC2014,38,206-211.