大阪大学 三重态形成和三重态-三重态能量转移控制的荧光闪烁示意图
学分:大阪大学 荧光光谱在生物医学诊断中是不可或缺的
人们可以把打开荧光想象成在黑暗的房间里打开手电筒
诊断分析可以设计成用荧光探针标记例如特定的脱氧核糖核酸分子
如果特定的脱氧核糖核酸分子存在，你会看到荧光或荧光的变化
有时荧光分子会在一段短暂的时间内停止发光
这被称为荧光闪烁，这使得在疾病诊断所需的超低浓度下检测生物分子变得困难
一种同时减少用于诊断的眨眼和从眨眼中提取用于基础研究的有用生化信息的方法将是两全其美的
在最近发表在Angewandte Chemie上的一项研究中，大阪大学的研究人员使用了一种众所周知的缩写为COT的分子——一种光稳定剂——来调节生化分析中的荧光闪烁
研究人员使用COT来探测脱氧核糖核酸分子的结构，并在超低浓度下检测癌症核糖核酸生物标记
“COT通过与荧光团的物理接触来抑制荧光闪烁，从而增加荧光，”第一作者徐阶解释道
“相比之下，通过广泛使用的荧光共振能量转移技术(FRET)来调制发射，只能在1到10纳米范围内的更长距离上工作，而且只能在纳秒时间尺度上工作
" 研究人员首先在含有内部间隔物的双链DNA上测试了他们的设置
当COT位于间隔物的一端而荧光团位于另一端时，比不存在COT时有更多的荧光
然而，荧光闪烁并没有完全消除
研究人员通过测试间隔物的化学结构如何调节眨眼来利用这一事实
资深作者河井清彦说:“间隔物长度的增加和间隔物中π堆积相互作用(芳环之间的非共价相互作用)的增加增加了荧光环处于‘关闭’状态的时间。”
“FRET不能提供这些亚纳米距离上的生物分子动力学信息
" 接下来，研究人员检测到一种超小浓度的核糖核酸分子，这是许多癌症的生物标志物
他们首先将含有COT的荧光探针固定在载玻片上
探针的设计使得与核糖核酸生物标记的结合将增加探针的荧光
“与目标核糖核酸的结合使探针处于关闭状态的时间减少了一半，”徐说
“这为检测癌症生物标志物提供了一种清晰的手段
" 用这种技术检测超低浓度的与疾病相关的生物分子是可能的，这是一种早期诊断疾病和促进治疗的方法
此外，许多基础生物化学研究是可行的，现在研究人员可以在亚纳米尺度和更大的时间尺度上探测分子运动
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