Försterowski rezonansowy transfer energii (FRET) —podstawy fizyczne i zastosowania
Strona
Abstrakt
Försterowski rezonansowy transfer energii (FRET) jest jednym ze zjawisk fizycznych, które znalazły szerokie zastosowanie w biologii i przyczyniły sie do zrozumienia funkcjonowania zywych komórek na poziomie molekularnym. Zmiany efektywnosci transferu energii wraz ze zmiana wzajemnej odległosci donora i akceptora sa widoczne podczas pomiarów spektroskopowych czasów zycia luminescencji lub widma emisji. Zjawisko to umozliwia badanie wielu procesów takich jak hybrydyzacja DNA, zmiany konformacji białek czy tez reakcji wiazania sie przeciwciała z antygenem. Tradycyjnie do tego celu stosuje sie barwniki organiczne lub białka fluorescencyjne. Jednak ze wzgledu na ich wady, takie jak słabo rozdzielone, szerokie pasma absorpcyjne i emisyjne, krótkie — nanosekundowe czasy zycia uorescencji poziomów energetycznych czy fotowybielanie, nadal poszukuje sie alternatywnych uoroforów wykazujacych pozadane cechy spektroskopowe. Rozwiazaniemdla napotykanych niepozadanychwłasciwosci spektroskopowych barwnikóworganicznych jest zastosowanie nanokryształów domieszkowanych jonami lantanowców jako donorów energii. Takie nanomateriały wykazuja wysoka fotostabilnosc luminescencji, waskie spektralnie pasma absorpcji i emisji, emisje antystokesowska oraz długie czasy zaniku luminescencji.Wartykule przedstawiono podstawy fizyczne zjawiska FRET oraz zaprezentowano nowe wyzwania dla nanoluminoforów domieszkowanych jonami lantanowców, jako nowych alternatywnych donorów energii do studiowania procesów FRET.
Abstract
Förster Resonance Energy Transfer (FRET) is the physical phenomena that has found wide application in biology
and contributed to understanding the functioning of living cells at the molecular level. Changes in the energy transfer
eõciency are associated with the change of distance between the donor and acceptor, are visible during spectroscopic measurements, such as luminescence lifetimes or emission spectra.his phenomenon enables the study of many processes such as DNA hybridization, changes in protein conformation or the binding reaction of an antibody to an antigen. Traditionally, organic dyes or uorescent proteins are used for this purpose. However, due to their disadvantages, such as poorly separated, wide absorption and emission bands, short nanosecond luminescence lifetimes, and photobleaching, alternative fluorophores with the desired spectroscopic characteristics are still being sought.he solution to the encountered imperfections of organic dyes is the use of nanocrystals doped with lanthanide ions as energy donors. his kind of nanomaterials show high luminescence photostability, narrow spectral absorption and emission bands, anti-Stokes emission and long luminescence decay times.his article presents the physical basis of the FRET phenomenon and new challenges for lanthanide-doped nanoluminophores as new alternative energy donors for researches in FRET processes.
