Förster energiaátvitel

Förster energiaátvitel egyébként dipól-dipólus energiaátvitel; fluoreszcens rezonáns energiaátvitel; Az induktív rezonancia energiatranszfer ( Förster resonance energy transfer , röv., FRET; RET) két kromofor  közötti energiaátviteli mechanizmus ( a donortól az akceptorig), amely közbenső fotonkibocsátás nélkül megy végbe, és a dipól -dipól kölcsönhatás eredménye. a donor és az elfogadó között.

Leírás

Ezt a jelenséget Theodor Förster német fizikusról nevezték el .. 1948-as cikkében elemezte a fluoreszcens depolarizáció jelenségével kapcsolatos, akkoriban rendelkezésre álló kísérleti adatokat, és felvetette a molekulák közötti elektronikus gerjesztési energiatranszfer létezését. A FRET elméletének és alkalmazásának kialakulását befolyásoló személyek közé tartoznak olyan személyek, mint Theodor Förster, Gregorio Weber [1] , Isak Steinberg [2] , Luberg Strier [3] , Ludwig Brand [4] [5] .

A nem sugárzó energiaátvitel a gerjesztett állapotban lévő donortól az akceptor felé dipól-dipól kölcsönhatáson keresztül történik. Ennek a folyamatnak a jellemzője a donor fluoreszcencia kioltása és a hosszabb hullámhosszú akceptor fluoreszcencia megjelenése. Ennek a folyamatnak a sebessége az objektumok közötti távolságtól függ ( r -6 -ként csökken), ami lehetővé teszi két molekula és egy makromolekula jelei közötti távolság mérését . Azt az effektív távolságot, amelynél az átmenet sebessége a maximum 50%-a, Förster-sugárnak nevezzük. A legtöbb rendszernél az értéke 20–50  Å .

Az átviteli sebesség függ a donor emissziós spektruma és az akceptor abszorpciója közötti átfedés mértékétől, a donor és az akceptor dipólusainak kölcsönös orientációjától, valamint a donor gerjesztett állapotának élettartamától távollétben. egy elfogadóé.

Az energiaátvitel hatékonysága (vagy az energiaátviteli események számának és a donor gerjesztési események számának aránya) közvetlenül összefügg az átviteli sebességgel, és ugyanúgy függ az objektumok közötti távolságtól ( r -6 -tal csökken ).

Az energiatranszfer jelensége lehetővé teszi a makromolekulák szerkezetének tanulmányozását, az intermolekuláris kölcsönhatások és a biokémiai reakciók sebességének értékelését. Aktívan használják a biokémiában , a molekuláris biológiában , a biotechnológiában és az orvostudományban .

Jegyzetek

1. ↑ Weber, G. Fluoreszcencia-polarizációs spektrum és elektronenergia-transzfer fehérjékben  //  The Biochemical Journal. - 1960. - 1. évf. 75 . — P. 345–352 .
2. ↑ Steinberg, I. Z. Az elektronikus gerjesztési energia hosszú távú, nem sugárzó átvitele fehérjékben és polipeptidekben  //  Annual Review of Biochemistry. - 1971. - 1. évf. 40 . — P. 83–114 .
3. ↑ Stryer, L. Fluorescence energy transfer as a spectroscopic ruler  //  Annual Review of Biochemistry. - 1978. - 1. évf. 47 . — P. 819–846 .
4. ↑ Wu, P., Brand, L. Rezonanciaenergia átvitel: módszerek és alkalmazások  //  Analytical Biochemistry. - 1994. - 1. évf. 218 . — P. 1–13 .
5. ↑ Medintz I., Hildebrandt N., 2013 , p. 3-8.

Irodalom

• Ermolaev, V. L., Sveshnikova, E. B. és Shakhverdov, T. A., Energiatranszfer szerves molekulák és átmeneti fémionok között, Usp. chem.. - 1975. - T. 44 , sz. 1 . – 48–74 . - doi : 10.1070/RC1975v044n01ABEH002142 .
• Lakovic, J. A fluoreszcencia spektroszkópia alapjai . - 1986. - S.  306 -340. — 496 p.
• Igor Medintz és Niko Hildebrandt. FRET – Forster Resonance Energy Transfer. Az elmélettől az alkalmazásokig. - 2013. - 815 p. - ISBN 978-3-527-32816-1 .
• Lakowicz JR . A fluoreszcencia spektroszkópia alapelvei. - Springer, 2006. - 954 p.
• Ermolaev VL, Sveshnikova EB, Bodunov EN Nem sugárzó átmenetek  induktív-rezonancia mechanizmusa ionokban és molekulákban a kondenzált fázisban // Phys. 1996. V. 166., 3. sz. S. 281-305.
• Agranovich VM, Galanin MD  Elektronikus gerjesztési energiaátvitel kondenzált közegben. — M.: Nauka, 1978. — 383 p.
• Rakshit S., Vasudevan S. Rezonanciaenergia átvitel a ciklodextrin fedésű ZnO:MgO nanokristályokból a benne lévő nílusvörös vendégmolekulákba vizes közegben // ACS Nano. 2008. V. 2., 7. sz. P. 1473-1479.

Linkek