FRET & FLIM的原理和應用講座 Q & A(Part1)

2021-02-18 清華細胞生物學平臺
2020年6月11日,細胞生物學平臺邀請Leica生命科學部北區應用經理王怡淨博士進行了題為「螢光共振能量轉移和螢光壽命的原理和應用」的專題講座,主要介紹了FRET的原理和常用檢測方法,FLIM的原理和應用等精彩內容。同學和老師們踴躍提問,現整理出精彩問答,供大家學習和交流。

Q:壽命值的意義再解釋一下麼?衰變曲線上應該怎麼理解呢

A:螢光壽命是指螢光分子停留在激發態的時間,每一個光子的壽命可能是不一樣的。而衰變曲線上的螢光壽命是指很多個光子的平均螢光壽命。

Q:FRET消失,為什麼供體的壽命會增加?

A:如果發生FRET,供體的螢光壽命和單獨供體的螢光壽命相比是縮短的。那麼如果FRET消失,供體的螢光壽命相對於發生FRET的樣品當中的供體螢光壽命就是增加的。

Q:剛剛那個HIV的例子,有兩個圖,FRET的螢光曲線上升,FLIM的曲線下降,這個怎麼理解,可以再講講嗎?

A:第一個圖是供體和受體螢光強度的比值,隨著病毒濃度增加,FRET發生率逐漸下降,所以供體和受體螢光強度的比值葉隨之上升;第二個圖是發生FRET的供體比率,它會隨著FRET發生率的下降而下降。所以這兩個圖的結果是一致的。(具體可見Quantitative FRET-FLIM-BlaM toAssess the Extent of HIV-1 Fusion in Live CellsQ:Viruses 2020, 12(2), 206; https://doiQ:org/10Q:3390/v12020206)

Q:實現螢光壽命測量,有很多方法,頻域的和時域的,那麼在做FLIM-FRET的時候,一般會考慮使用哪類方法呢?

A:這兩類方法都可以使用。通常在共聚焦上都採用時域中的TCSPC(時間分辨單光子計數)方法。使用哪一種主要看實驗室的配置吧。

Q:通過表格可以看到,不同蛋白質的壽命不一樣,但同時也挺接近,零點幾個ns的區別,那麼這點壽命的區別足夠區分不同蛋白質嗎?可信度有多高呢?/不同螢光蛋白間的壽命差異很小,足夠區分不同螢光蛋白質嗎?

A:我們在採圖的時候,同時獲取了螢光壽命和螢光光譜的信息,二者結合起來,足夠區分壽命接近的不同的螢光蛋白了。

Q:做FRET時,為什麼R0越長越好呢?

A:也不是越長越好,而是建議選擇R0比較長的螢光染料/蛋白對。如果R0太短,而我們想研究的分子尺寸又比較大,會導致兩個螢光染料/蛋白的距離無法靠得很近,就有可能比較難觀察到FRET的發生。

Q:請問您認為FLIM目前的發展前景或者瓶頸在哪些方面呢?

A:FLIM可以在螢光強度和螢光光譜成像之外,提供螢光壽命的維度,能提供分子結合、分子所處微環境等信息,還能用於拆分串色的染料或染料和自發螢光等,有很廣闊的應用前景。

我們在做螢光成像的時候,使用的樣品不同,實驗目的也可能不同,所以更希望FLIM能滿足各種樣品和各種實驗目的的需求,比如獲取活細胞快速成像、厚樣品深部成像、大樣品拼接等的螢光壽命信息,因此多種成像模式的相互結合是將來的發展方向,這也對FLIM的速度、成像深度、拼圖等方面提出了要求。


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