फोर्स्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण

एफआरइटी के Jablonski आरेख के साथ संकेतित विशिष्ट समयमान। ध्यान दें कि काली धराशायी रेखा एक आभासी कण को ​​​​इंगित करती है।

फ़ॉर्स्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण (एफआरईटी), प्रतिदीप्ति अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण, अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण (आरईटी) या विद्युत् ऊर्जा हस्तांतरण (ईईटी) दो प्रकाश-संवेदनशील अणुओं (क्रोमोफोरस) के बीच ऊर्जा हस्तांतरण का वर्णन करने वाला एक तंत्र है। एक दाता क्रोमोफोर, शुरू में अपनी विद्युत् उत्तेजित अवस्था में, एक स्वीकर्ता क्रोमोफोर को गैर-विकिरणीय द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय युग्मन के माध्यम से ऊर्जा स्थानांतरित कर सकता है। इस ऊर्जा हस्तांतरण की दक्षता दाता और स्वीकर्ता के बीच की दूरी की छठी शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है, जिससे एफआरइटी दूरी में छोटे बदलावों के प्रति बहुत संवेदनशील हो जाता है।

एफआरइटी दक्षता के मापन का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि क्या दो फ्लोरोफोरे एक दूसरे से निश्चित दूरी के भीतर हैं। इस तरह के माप जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान सहित क्षेत्रों में एक शोध उपकरण के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

एफआरइटी निकट और दूर का मैदान, निकटम क्षेत्र संचार के अनुरूप है, जिसमें अंतःक्षेप की त्रिज्या उत्सर्जित प्रकाश की तुलना में बहुत छोटी है। निकटम क्षेत्र में, उत्तेजित क्रोमोफोर आभासी फोटॉन का उत्सर्जन करता है जो प्राप्त क्रोमोफोर द्वारा तुरंत अवशोषित हो जाता है। ये आभासी फोटोन पता लगाने योग्य नहीं हैं, क्योंकि उनका अस्तित्व ऊर्जा और संवेग के संरक्षण का उल्लंघन करता है, और इसलिए एफआरइटी को विकिरण रहित तंत्र के रूप में जाना जाता है। गणनाओं का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया गया है कि विकिरण रहित (एफआरइटी) और विकिरण हस्तांतरण एकीकृत तंत्र के लघु और लंबी दूरी काअनन्तस्पर्शी हैं।

शब्दावली

फ़ॉर्स्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण (एफआरइटी ) की अवधारणा का कार्टून आरेख।

फोर्स्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण का नाम जर्मन वैज्ञानिक थिओडोर फोर्स्टर के नाम पर रखा गया है। जब दोनों वर्णमूलक रोशनी में होते हैं, तो इसके अतिरिक्त प्रतिदीप्ति अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण शब्द का उपयोग प्रायः किया जाता है, चुकी ऊर्जा वास्तव में प्रतिदीप्ति द्वारा स्थानांतरित नहीं होती है। घटना की गलत व्याख्या से बचने के लिए जो हमेशा ऊर्जा का एक गैर-विकिरणकारी हस्तांतरण होता है (दो फ्लोरोसेंट क्रोमोफोर के बीच होने पर भी), प्रतिदीप्ति अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण के लिए फोर्स्टरअनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण नाम को प्राथमिकता दी जाती है; चुकी, बाद वाले का वैज्ञानिक क्षेत्र में सामान्य उपयोग होता है। एफआरइटी प्रतिदीप्ति तक ही सीमित नहीं है और यह स्फुरदीप्ति के संबंध में भी होता है।

सैद्धांतिक आधार

एफआरइटी दक्षता ($E$) ऊर्जा-हस्तांतरण संक्रमण की क्वांटम उपज है, चुकी प्रति दाता उत्तेजना घटना होने वाली ऊर्जा-स्थानांतरण घटना की संभावना:

$E={\frac {k_{\text{ET}}}{k_{f}+k_{\text{ET}}+\sum {k_{i}}}},$

कहाँ $k_{\text{ET}}$ ऊर्जा हस्तांतरण की दर है, $k_{f}$ दाता की विकिरण क्षय दर, और $k_{i}$ अन्य स्वीकारकर्ताओं को ऊर्जा हस्तांतरण को छोड़कर किसी भी अन्य डी-उत्तेजना मार्गों की दरें। एफआरइटी दक्षता कई भौतिक मापदंडों पर निर्भर करती है जिसे इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है: 1) दाता और स्वीकर्ता के बीच की दूरी (आमतौर पर 1-10 एनएम की सीमा में), 2) दाता उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और स्वीकर्ता अवशोषण स्पेक्ट्रम के वर्णक्रमीय ओवरलैप, और 3) सापेक्ष अभिविन्यास दाता उत्सर्जन आणविक द्विध्रुव आघूर्ण और स्वीकर्ता अवशोषण द्विध्रुव आघूर्ण।

$E$ दाता से स्वीकर्ता के बीच की दूरी पर निर्भर करता है $r$ द्विध्रुवीय-युग्मन तंत्र के कारण व्युत्क्रम 6-शक्ति नियम के साथ:

$E={\frac {1}{1+(r/R_{0})^{6}}}$

साथ $R_{0}$ दाता और स्वीकर्ता की इस जोड़ी की फोरस्टर दूरी होने के नाते, यानी वह दूरी जिस पर ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता 50% है।फ़ॉर्स्टर की दूरी दाता उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के ओवरलैप अभिन्न पर निर्भर करती है जिसमें स्वीकर्ता अवशोषण स्पेक्ट्रम और उनके पारस्परिक आणविक अभिविन्यास होते हैं, जैसा कि एसआई इकाइयों में निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया गया है:

${R_{0}}^{6}={\frac {20.7}{128\,\pi ^{5}\,N_{A}}}\,{\frac {\kappa ^{2}\,Q_{D}}{n^{4}}}J$

कहाँ $Q_{\text{D}}$ स्वीकर्ता की अनुपस्थिति में दाता की प्रतिदीप्ति क्वांटम उपज है, $\kappa ^{2}$ द्विध्रुवीय अभिविन्यास कारक है, $n$ माध्यम का अपवर्तनांक है, $N_{\text{A}}$ अवोगाद्रो स्थिरांक है, और $J$ स्पेक्ट्रल ओवरलैप इंटीग्रल के रूप में गणना की जाती है

$J={\frac {\int f_{\text{D}}(\lambda )\epsilon _{\text{A}}(\lambda )\lambda ^{4}\,d\lambda }{\int f_{\text{D}}(\lambda )\,d\lambda }}=\int {\overline {f_{\text{D}}}}(\lambda )\epsilon _{\text{A}}(\lambda )\lambda ^{4}\,d\lambda ,$

कहाँ $f_{\text{D}}$ दाता उत्सर्जन स्पेक्ट्रम है, ${\overline {f_{\text{D}}}}$ दाता उत्सर्जन स्पेक्ट्रम 1 के एक क्षेत्र के लिए सामान्यीकृत है, और $\epsilon _{\text{A}}$ स्वीकर्ता दाढ़ विलुप्त होने का गुणांक है, जो आमतौर पर एक अवशोषण स्पेक्ट्रम से प्राप्त होता है। अभिविन्यास कारक κ द्वारा दिया गया है

$\kappa ={\hat {\mu }}_{\text{A}}\cdot {\hat {\mu }}_{\text{D}}-3({\hat {\mu }}_{\text{D}}\cdot {\hat {R}})({\hat {\mu }}_{\text{A}}\cdot {\hat {R}}),$

कहाँ ${\hat {\mu }}_{i}$ संबंधित फ्लोरोफोर के सामान्यीकृत संक्रमण द्विध्रुव क्षण को दर्शाता है, और ${\hat {R}}$ सामान्यीकृत अंतर-फ्लोरोफोर विस्थापन को दर्शाता है। $\kappa ^{2}$ = 2/3 अक्सर मान लिया जाता है। यह मान तब प्राप्त होता है जब दोनों रंजक स्वतंत्र रूप से घूमते हैं और उत्तेजित अवस्था के जीवनकाल के दौरान आइसोट्रोपिक रूप से उन्मुख माना जा सकता है। यदि या तो डाई स्थिर है या घूमने के लिए स्वतंत्र नहीं है, तब $\kappa ^{2}$ = 2/3 मान्य धारणा नहीं होगी। ज्यादातर मामलों में, हालांकि, रंगों के मामूली पुनर्संरचना के परिणामस्वरूप पर्याप्त ओरिएंटेशनल औसत होता है $\kappa ^{2}$ = 2/3 की छठी-शक्ति निर्भरता के कारण अनुमानित ऊर्जा-हस्तांतरण दूरी में बड़ी त्रुटि नहीं होती है $R_{0}$ पर $\kappa ^{2}$. यहां तक ​​कि जब $\kappa ^{2}$ 2/3 से काफी अलग है, त्रुटि को एक बदलाव के साथ जोड़ा जा सकता है $R_{0}$, और इस प्रकार किसी विशेष प्रणाली के लिए सापेक्ष दूरी में परिवर्तन का निर्धारण अभी भी मान्य है। प्रतिदीप्त प्रोटीन एक समय-सीमा पर पुन: अभिमुख नहीं होते हैं जो कि उनके प्रतिदीप्ति जीवनकाल से तेज है। इस मामले में 0 ≤ $\kappa ^{2}$ ≤ 4.

डेटा की इकाइयाँ आमतौर पर SI इकाइयों में नहीं होती हैं। फ़ॉर्स्टर दूरी की गणना करने के लिए मूल इकाइयों का उपयोग करना अक्सर अधिक सुविधाजनक होता है। उदाहरण के लिए, तरंग दैर्ध्य अक्सर इकाई एनएम में होता है और विलुप्त होने का गुणांक अक्सर इकाई में होता है $M^{-1}cm^{-1}$, कहाँ $M$ एकाग्रता है $mol/L$. $J$ इन इकाइयों से प्राप्त इकाई होगी $M^{-1}cm^{-1}nm^{4}$. इकाई Å का उपयोग करने के लिए ($10^{-10}m$) के लिए $R_{0}$, समीकरण को समायोजित किया गया है

${R_{0}}^{6}=8.785\times 10^{-5}{\frac {\kappa ^{2}\,Q_{D}}{n^{4}}}J$ (ओह$^{6}$)

एफआरइटी के समय-निर्भर विश्लेषण के लिए, ऊर्जा हस्तांतरण की दर ($k_{\text{ET}}$) इसके बजाय सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है:

$k_{\text{ET}}=({\frac {R_{0}}{r}})^{6}\,{\frac {1}{\tau _{D}}}$ कहाँ $\tau _{D}$ स्वीकर्ता की अनुपस्थिति में दाता का प्रतिदीप्ति जीवनकाल है।

एफआरइटी दक्षता क्वांटम उपज और दाता अणु के प्रतिदीप्ति जीवनकाल से संबंधित है:

$E=1-\tau '_{\text{D}}/\tau _{\text{D}},$

कहाँ $\tau _{\text{D}}'$ और $\tau _{\text{D}}$ क्रमशः एक स्वीकर्ता की उपस्थिति और अनुपस्थिति में दाता प्रतिदीप्ति जीवनकाल हैं, या के रूप में

$E=1-F_{\text{D}}'/F_{\text{D}},$

कहाँ $F_{\text{D}}'$ और $F_{\text{D}}$ क्रमशः एक स्वीकर्ता के साथ और उसके बिना दाता प्रतिदीप्ति तीव्रता हैं।

== फ़ॉर्स्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण सिद्धांत == की प्रायोगिक पुष्टि फोरस्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण की व्युत्क्रम छठवीं-शक्ति दूरी निर्भरता की प्रयोगात्मक रूप से मीर विल्चेक, एडेलहोच और ब्रांड द्वारा पुष्टि की गई थी। ट्रिप्टोफिल पेप्टाइड्स का उपयोग करना। लुबर्ट स्ट्रायर, डिक हॉगलैंड और यूगुएराबाइडएक दाता के रूप में एक फ्यूज्ड इंडोलोस्टेरॉइड और एक स्वीकर्ता के रूप में कीटोन का उपयोग करके ओवरलैप इंटीग्रल पर फोर्स्टर अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण की सैद्धांतिक निर्भरता का भी प्रायोगिक रूप से प्रदर्शन किया। कुछ उदाहरण डाई-जोड़े की एफआरइटी दूरियों की गणना यहां पाई जा सकती है।हालांकि, सिद्धांत के साथ विशेष प्रयोगों के बहुत सारे विरोधाभास जटिल वातावरण के तहत देखे गए थे जब अणुओं की ओरिएंटेशन और क्वांटम पैदावार का अनुमान लगाना मुश्किल होता है।

झल्लाहट दक्षता मापने के तरीके

प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी में, प्रतिदीप्ति कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी, साथ ही आणविक जीव विज्ञान में, एफआरइटी जैव-भौतिकी और जैव रसायन में आणविक गतिशीलता की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है, जैसे कि प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन, प्रोटीन-डीएनए इंटरैक्शन और प्रोटीन गठनात्मक परिवर्तन। दो अणुओं के बीच जटिल गठन की निगरानी के लिए, उनमें से एक को दाता के साथ और दूसरे को स्वीकर्ता के साथ लेबल किया जाता है। एफआरइटी दक्षता को मापा जाता है और लेबल किए गए परिसरों के बीच बातचीत की पहचान करने के लिए उपयोग किया जाता है। दाता या स्वीकर्ता द्वारा उत्सर्जित प्रतिदीप्ति में परिवर्तन की निगरानी करके एफआरइटी दक्षता को मापने के कई तरीके हैं।

संवेदनशील उत्सर्जन

एफआरईटी दक्षता को मापने का एक तरीका स्वीकार्य उत्सर्जन तीव्रता में भिन्नता को मापना है।जब दो अणुओं की परस्पर क्रिया के कारण दाता और स्वीकर्ता निकटता (1-10 एनएम) में होते हैं, तो दाता से स्वीकर्ता को इंटरमॉलिक्युलर एफआरईटी के कारण स्वीकर्ता उत्सर्जन में वृद्धि होगी। प्रोटीन गठनात्मक परिवर्तनों की निगरानी के लिए, लक्ष्य प्रोटीन को दो स्थानों पर एक दाता और एक स्वीकर्ता के साथ लेबल किया जाता है। जब प्रोटीन का मोड़ या मोड़ दाता और स्वीकर्ता की दूरी या सापेक्ष अभिविन्यास में परिवर्तन लाता है, तो एफआरइटी परिवर्तन देखा जाता है। यदि एक आणविक बातचीत या एक प्रोटीन गठनात्मक परिवर्तन लिगेंड बाइंडिंग पर निर्भर है, तो यह एफआरइटी तकनीक लिगैंड डिटेक्शन के लिए फ्लोरोसेंट संकेतकों पर लागू होती है।

photobleaching झल्लाहट

स्वीकर्ता की उपस्थिति और अनुपस्थिति में दाता की फोटोब्लीचिंग दरों से एफआरइटी दक्षताओं का अनुमान लगाया जा सकता है।यह विधि अधिकांश प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी पर की जा सकती है; एक केवल स्वीकर्ता फ्लोरोफोर के साथ और उसके बिना नमूनों पर उत्तेजना प्रकाश (एक आवृत्ति की जो दाता को उत्तेजित करेगा लेकिन स्वीकर्ता को महत्वपूर्ण रूप से नहीं) को चमकता है और समय के साथ दाता प्रतिदीप्ति (आमतौर पर एक बंदपास छननी का उपयोग करके स्वीकर्ता प्रतिदीप्ति से अलग) पर नज़र रखता है। टाइमस्केल फोटोब्लीचिंग का है, जो सेकंड से लेकर मिनट तक होता है, जिसमें प्रत्येक कर्व में प्रतिदीप्ति दी जाती है

${\text{background}}+{\text{constant}}\cdot e^{-{\text{time}}/\tau _{\text{pb}}},$

कहाँ $\tau _{\text{pb}}$ फोटोब्लीचिंग क्षय समय स्थिर है और इस पर निर्भर करता है कि स्वीकार्य मौजूद है या नहीं। चूंकि फोटोब्लीचिंग में उत्तेजित फ्लोरोफोरस की स्थायी निष्क्रियता होती है, एक उत्साहित दाता से एक स्वीकर्ता फ्लोरोफोर में अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण उस दाता फ्लोरोफोरे की फोटोब्लीचिंग को रोकता है, और इस प्रकार उच्च एफआरईटी दक्षता एक लंबी फोटोब्लीचिंग क्षय समय स्थिर होती है:

$E=1-\tau _{\text{pb}}/\tau _{\text{pb}}',$

कहाँ $\tau _{\text{pb}}'$ और $\tau _{\text{pb}}$ क्रमशः स्वीकर्ता की उपस्थिति और अनुपस्थिति में दाता के फोटोब्लीचिंग क्षय समय स्थिरांक हैं। (ध्यान दें कि अंश आजीवन मापन के लिए उपयोग किए जाने वाले का पारस्परिक है)।

इस तकनीक को जोविन ने 1989 में पेश किया था। समय स्थिरांक निकालने के लिए बिंदुओं के पूरे वक्र का उपयोग इसे अन्य तरीकों पर सटीकता लाभ दे सकता है। इसके अलावा, तथ्य यह है कि नैनोसेकंड के बजाय समय माप सेकंड से अधिक है, प्रतिदीप्ति आजीवन माप की तुलना में यह आसान बनाता है, और क्योंकि फोटोब्लीचिंग क्षय दर आम तौर पर दाता एकाग्रता पर निर्भर नहीं होती है (जब तक कि स्वीकर्ता संतृप्ति एक मुद्दा नहीं है), तीव्रता के लिए आवश्यक सांद्रता का सावधानीपूर्वक नियंत्रण माप की जरूरत नहीं है। हालांकि, स्वीकार्यता के साथ और बिना-स्वीकारकर्ता माप के लिए रोशनी को समान रखना महत्वपूर्ण है, क्योंकि अधिक तीव्र घटना प्रकाश के साथ फोटोब्लीचिंग स्पष्ट रूप से बढ़ जाती है।

आजीवन माप

झल्लाहट दक्षता भी दाता के प्रतिदीप्ति प्रतिदीप्ति # जीवनकाल में परिवर्तन से निर्धारित किया जा सकता है।स्वीकर्ता की उपस्थिति में दाता का जीवनकाल घट जाएगा। एफआरइटी -डोनर के आजीवन माप का उपयोग प्रतिदीप्ति-आजीवन इमेजिंग माइक्रोस्कोपी (FLIM) में किया जाता है।

एकल-अणु एफआरइटी (smएफआरइटी )

मुख्य लेख एकल-अणु एफआरइटी ।

smएफआरइटी दाता और स्वीकर्ता फ्लोरोफोरस की एक जोड़ी को मापने के लिए विभिन्न सूक्ष्म तकनीकों का उपयोग करने वाली विधियों का एक समूह है जो एकल अणु स्तर पर उत्तेजित और पता लगाया जाता है। एफआरइटी या बल्क एफआरइटी के विपरीत, जो उच्च संख्या में अणुओं का एफआरइटी संकेत प्रदान करता है, एकल-अणु एफआरइटी प्रत्येक अणु के एफआरइटी संकेत को हल करने में सक्षम है। smएफआरइटी सिग्नल की भिन्नता काइनेटिक जानकारी प्रकट करने के लिए उपयोगी है जो एक पहनावा माप प्रदान नहीं कर सकता है, खासकर जब सिस्टम संतुलन के अधीन हो। विभिन्न अणुओं के बीच विषमता भी देखी जा सकती है। इस विधि को डीएनए/आरएनए/प्रोटीन फोल्डिंग/अनफोल्डिंग और अन्य गठनात्मक परिवर्तनों जैसे जैव-आण्विक गतिशीलता के कई मापों में लागू किया गया है, और इंटरमॉलिक्यूलर गतिशीलता जैसे प्रतिक्रिया, बाध्यकारी, सोखना, और desorption जो विशेष रूप से रासायनिक संवेदन, बायोसेस, और में उपयोगी हैं। बायोसेंसिंग।

== एफआरइटी == के लिए प्रयुक्त फ्लोरोफोरस

यदि लिंकर बरकरार है, तो सीएफपी (414 एनएम) के अवशोषण तरंगदैर्ध्य पर उत्तेजना एफआरईटी के कारण वाईएफपी (525 एनएम) द्वारा उत्सर्जन का कारण बनती है। यदि लिंकर को प्रोटीज द्वारा विभाजित किया जाता है, तो एफआरइटी को समाप्त कर दिया जाता है और उत्सर्जन CFP तरंग दैर्ध्य (475nm) पर होता है।

सीएफपी-वाईएफपी जोड़े

जैविक उपयोग के लिए एक सामान्य जोड़ी फ्लोरोफोरस एक सियान फ्लोरोसेंट प्रोटीन (सीएफपी) - पीला फ्लोरोसेंट प्रोटीन (वाईएफपी) जोड़ी है। दोनों हरा फ्लोरोसेंट प्रोटीन (जीएफपी) के रंग रूप हैं। कार्बनिक फ्लोरोसेंट रंगों के साथ लेबलिंग के लिए एक मेजबान प्रोटीन के शुद्धिकरण, रासायनिक संशोधन और इंट्रासेल्युलर इंजेक्शन की आवश्यकता होती है। जेनेटिक इंजीनियरिंग द्वारा जीएफपी वेरिएंट को एक मेजबान प्रोटीन से जोड़ा जा सकता है जो अधिक सुविधाजनक हो सकता है। इसके अतिरिक्त, सीएफपी और वाईएफपी (अग्रानुक्रम-डिमर) का एक संलयन एक प्रोटीज क्लीवेज अनुक्रम से जुड़ा हुआ है, जिसे क्लीवेज परख के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

ब्रेट

फ्लोरोफोर दाताओं के साथ किए गए एफआरइटी की एक सीमा प्रतिदीप्ति हस्तांतरण को आरंभ करने के लिए बाहरी रोशनी की आवश्यकता है, जो स्वीकर्ता के प्रत्यक्ष उत्तेजना या फोटोब्लीचिंग से परिणामों में पृष्ठभूमि शोर पैदा कर सकता है। इस खामी से बचने के लिए, bioluminescence रेजोनेंस एनर्जी ट्रांसफर (या BRET) विकसित किया गया है। यह तकनीक वाईएफपी के साथ संगत प्रारंभिक फोटॉन उत्सर्जन का उत्पादन करने के लिए सीएफपी के बजाय एक बायोल्यूमिनेसेंट ल्यूसिफरेज (आमतौर पर रेनिला रेनिफॉर्मिस से ल्यूसिफरेज) का उपयोग करती है।

BRET को एक अलग ल्यूसिफरेज एंजाइम का उपयोग करके भी लागू किया गया है, जिसे गहरे समुद्र के झींगा ओप्लोफोरस ग्रेसिलिरोस्ट्रिस से तैयार किया गया है। यह ल्यूसिफरेज छोटा (19 kD) है और रेनिला रेनिफोर्मिस से अधिक सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले ल्यूसिफरेज की तुलना में उज्जवल है। और इसका नाम NanoLuc या NanoKAZ. Promega ने NanoLuc के लिए एक पेटेंटयुक्त सबस्ट्रेट विकसित किया है जिसे फ़्यूरीमाज़ीन कहा जाता है, रेफरी>{{Cite web|url=https://www.promega.com/products/reporter-assays-and-transfection/reporter-assays/nanoluc-luciferase-redefining-reporter-assays/%7Ctitle=NanoLuc उत्पाद पृष्ठ|access-date=2016-10-25|archive-date=2016-12-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20161225070250/http://www.promega.com/products/reporter-assays-and-transfection/reporter-assays/nanoluc-luciferase-redefining-reporter-assays/}</ref><रेफरी नाम = हॉल 1848-1857 /> हालांकि नैनो लुक के लिए अन्य क़ीमती सामान कोइलेंटरज़ीन सबस्ट्रेट्स भी प्रकाशित किए गए हैं <रेफरी नाम = इनौये 23-28 /> NanoLuc का स्प्लिट-प्रोटीन संस्करण Promega द्वारा विकसित किया गया है जिसे प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन को मापने वाले प्रयोगों में BRET डोनर के रूप में भी इस्तेमाल किया गया है

होमो-झल्लाहट

सामान्य तौर पर, एफआरइटी उन स्थितियों को संदर्भित करता है जहां दाता और स्वीकर्ता प्रोटीन (या फ्लोरोफोरस) दो अलग-अलग प्रकार के होते हैं। हालांकि, कई जैविक स्थितियों में, शोधकर्ताओं को दो, या दो से अधिक, एक ही प्रकार के प्रोटीन - या वास्तव में एक ही प्रोटीन के बीच की बातचीत की जांच करने की आवश्यकता हो सकती है, उदाहरण के लिए यदि प्रोटीन प्रोटीन की बहुलक श्रृंखला का हिस्सा बनता है या उसका हिस्सा बनता है। या जैविक कोशिकाओं में परिमाणीकरण के अन्य प्रश्नों के लिए। जाहिर है, वर्णक्रमीय अंतर एफआरइटी का पता लगाने और मापने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला उपकरण नहीं होगा, क्योंकि दोनों स्वीकर्ता और दाता प्रोटीन समान तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं। फिर भी शोधकर्ता प्रकाश के बीच ध्रुवीकरण में अंतर का पता लगा सकते हैं जो फ्लोरोफोरस को उत्तेजित करता है और प्रकाश जो उत्सर्जित होता है, एफआरइटी अनिसोट्रॉपी इमेजिंग नामक तकनीक में; क्वांटिफाइड अनिसोट्रॉपी का स्तर (उत्तेजना और उत्सर्जन बीम के बीच ध्रुवीकरण में अंतर) तब एक सांकेतिक गाइड बन जाता है कि कितनी एफआरइटी घटनाएं हुई हैं। नैनो-फोटोनिक्स के क्षेत्र में, एफआरइटी हानिकारक हो सकता है यदि यह दोषपूर्ण साइटों के लिए उत्तेजक ऊर्जा को फ़नल करता है, लेकिन कार्बनिक और क्वांटम-डॉट-संवेदी सौर कोशिकाओं में संग्रह को चार्ज करना भी आवश्यक है, और इसके लिए विभिन्न एफआरइटी - सक्षम रणनीतियों का प्रस्ताव किया गया है। विभिन्न ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरण। इसके बाद यह समझना आवश्यक है कि घने परत में ढेर होने पर पृथक नैनो-उत्सर्जक कैसे व्यवहार करते हैं। नैनोप्लेटलेट्स विशेष रूप से मजबूत होमो-एफआरईटी एक्सिटोन प्रसार के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं क्योंकि उनके मजबूत इन-प्लेन द्विध्रुवीय युग्मन और कम स्टोक्स शिफ्ट हैं। ऐसी एकल श्रृंखलाओं के फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी अध्ययन से पता चला है कि पड़ोसी प्लेटलेट्स के बीच एफआरईटी द्वारा ऊर्जा हस्तांतरण के कारण ऊर्जा 500-एनएम लंबाई (लगभग 80 नैनो उत्सर्जक) में फैलती है, और प्लेटलेट्स के बीच स्थानांतरण का समय 1 पीएस के क्रम में होता है।

अन्य

फ्लोरोसेंट प्रोटीन के बगल में विभिन्न यौगिक।

अनुप्रयोग

प्रतिदीप्ति अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण (एफआरइटी ) के अनुप्रयोगों में पिछले 25 वर्षों में जबरदस्त विस्तार हुआ है, और तकनीक कई जैविक और बायोफिज़िक्स क्षेत्रों में एक प्रधान बन गई है। एफआरइटी का उपयोग स्पेक्ट्रोस्कोपिक शासक के रूप में दूरी को मापने और कई प्रणालियों में आणविक अंतःक्रियाओं का पता लगाने के लिए किया जा सकता है और इसमें जीव विज्ञान और जैव रसायन में अनुप्रयोग हैं।

प्रोटीन

एफआरइटी का उपयोग अक्सर प्रोटीन के बीच की बातचीत का पता लगाने और ट्रैक करने के लिए किया जाता है। इसके अतिरिक्त, एफआरइटी का उपयोग प्रोटीन के विभिन्न क्षेत्रों को फ्लोरोफोरस के साथ टैग करके और दूरी निर्धारित करने के लिए उत्सर्जन को मापने के द्वारा एक प्रोटीन में प्रोटीन डोमेन के बीच की दूरी को मापने के लिए किया जा सकता है। यह प्रोटीन संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है, जिसमें प्रोटीन द्वितीयक संरचना और प्रोटीन की तह शामिल है। यह प्रोटीन संरचना में कार्यात्मक परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए विस्तारित होता है, जैसे मायोसिन गतिविधि से जुड़े गठनात्मक परिवर्तन। विवो में लागू, एफआरइटी का उपयोग इंटेग्रिन और झिल्ली प्रोटीन सहित सेलुलर संरचनाओं के स्थान और इंटरैक्शन का पता लगाने के लिए किया गया है।

झिल्ली

झल्लाहट झिल्ली तरलता, आंदोलन और झिल्ली प्रोटीन के फैलाव, झिल्ली लिपिड प्रोटीन और प्रोटीन प्रोटीन बातचीत, और विभिन्न झिल्ली के सफल मिश्रण का निरीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। एफआरइटी का उपयोग कोशिका झिल्ली में झिल्ली डोमेन और लिपिड रैफ़्ट के गठन और गुणों का अध्ययन करने के लिए भी किया जाता है और झिल्लियों में सतह घनत्व निर्धारित करने के लिए।

केमोसेंसरी

एफआरइटी -आधारित जांच जो Cd2+ के साथ अंतःक्रिया पर सक्रिय होती है

एफआरइटी -आधारित जांच विभिन्न अणुओं की उपस्थिति का पता लगा सकती है: जांच की संरचना छोटे अणु बंधन या गतिविधि से प्रभावित होती है, जो एफआरइटी प्रणाली को चालू या बंद कर सकती है। इसका उपयोग अक्सर आयनों, धनायनों, छोटे अनावेशित अणुओं और कुछ बड़े बायोमैक्रोमोलेक्यूल्स का पता लगाने के लिए भी किया जाता है। इसी तरह, एफआरइटी सिस्टम को पीएच, हाइपोक्सिया (चिकित्सा), या माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली क्षमता जैसे कारकों के कारण सेलुलर वातावरण में परिवर्तन का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

सिग्नलिंग रास्ते

एफआरइटी का एक अन्य उपयोग चयापचय या संकेत पारगमन के अध्ययन में है। उदाहरण के लिए, एफआरइटी और BRET का उपयोग जी प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर | G-प्रोटीन युग्मित रिसेप्टर सक्रियण और परिणामी सिग्नलिंग तंत्र को चिह्नित करने के लिए विभिन्न प्रयोगों में किया गया है। अन्य उदाहरणों में बैक्टीरियल कीमोटैक्सिस जैसी विविध प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए एफआरइटी का उपयोग शामिल है और apoptosis में कस्पासे गतिविधि।

प्रोटीन और न्यूक्लियोटाइड फोल्डिंग कैनेटीक्स

प्रोटीन, डीएनए, आरएनए और अन्य पॉलीमर फोल्डिंग डायनामिक्स को एफआरइटी का उपयोग करके मापा गया है। आमतौर पर, ये प्रणालियाँ संतुलन में होती हैं जिनकी गतिकी छिपी होती है। हालांकि, उन्हें अणुओं पर स्वीकर्ता और दाता रंगों के उचित स्थान के साथ एकल-अणु एफआरइटी को मापकर मापा जा सकता है। अधिक विस्तृत विवरण के लिए एकल-अणु एफआरइटी देखें।

अन्य अनुप्रयोग

पहले बताए गए सामान्य उपयोगों के अलावा, जैव रासायनिक प्रतिक्रिया कैनेटीक्स के अध्ययन में एफआरइटी और BRET भी प्रभावी हैं। एफआरइटी का तेजी से पीएच पर निर्भर असेंबली और डिसएस्पेशन की निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है और न्यूक्लिक अम्ल एनकैप्सुलेशन के विश्लेषण में मूल्यवान है। इस तकनीक का उपयोग विभिन्न प्रकार के नैनोकणों के निर्माण को प्रभावित करने वाले कारकों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है साथ ही nanomedicine के तंत्र और प्रभाव।

अन्य तरीके

एक अलग, लेकिन संबंधित, तंत्र डेक्सटर इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण है।

प्रोटीन-प्रोटीन निकटता का पता लगाने के लिए एक वैकल्पिक तरीका द्विआण्विक प्रतिदीप्ति पूरकता (BiFC) है, जहां एक फ्लोरोसेंट प्रोटीन के दो भाग प्रत्येक अन्य प्रोटीन से जुड़े होते हैं। जब ये दो भाग मिलते हैं, तो वे मिनटों या घंटों के समय पर फ्लोरोफोर बनाते हैं।

यह भी देखें

• डेक्सटर इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
• फोरस्टर युग्मन
• भूतल ऊर्जा हस्तांतरण
• समय-समाधान प्रतिदीप्ति ऊर्जा हस्तांतरण

बाहरी संबंध

• FRET effect in a thin film on YouTube
• एफआरइटी Imaging (Tutorial of Becker & Hickl, website)