Transferul de energie Förster

Förster transfer de energie, altfel transfer de energie dipol-dipol; transfer de energie rezonantă fluorescentă; Transferul de energie de rezonanță inductivă ( Förster Resonance Energy Transfer , prescurtare, FRET; RET) este un mecanism de transfer de energie între doi cromofori  ( de la donor la acceptor), care are loc fără emisie intermediară de fotoni și este rezultatul unei interacțiuni dipol -dipol între donator și acceptor.

Descriere

Acest fenomen este numit după fizicianul german Theodor Förster.. În articolul său din 1948, el a analizat datele experimentale disponibile la acea vreme legate de fenomenul de depolarizare a fluorescenței și a sugerat existența unui transfer electronic de energie de excitație între molecule. Cei care au influențat dezvoltarea teoriei și a aplicării FRET includ oameni precum Theodor Förster, Gregorio Weber [1] , Isak Steinberg [2] , Luberg Strier [3] , Ludwig Brand [4] [5] .

Transferul de energie neradiativă are loc de la un donor într-o stare excitată la un acceptor printr-o interacțiune dipol-dipol. O trăsătură caracteristică a acestui proces este stingerea fluorescenței donorului și apariția fluorescenței acceptoare cu lungime de undă mai lungă. Viteza acestui proces depinde de distanța dintre obiecte (descrește cu r -6 ), ceea ce face posibilă măsurarea distanței atât între două molecule, cât și între semnele dintr-o macromoleculă . Distanța efectivă la care rata de tranziție este de 50% din maxim se numește raza Förster. Pentru majoritatea sistemelor, valoarea sa este de 20–50  Å .

Rata de transfer depinde, de asemenea, de gradul de suprapunere între spectrele de emisie ale donorului și absorbția acceptorului, de orientarea reciprocă a dipolilor donorului și acceptorului și de durata de viață a stării excitate a donorului în absență. a unui acceptor.

Eficiența transferului de energie (sau raportul dintre numărul de evenimente de transfer de energie și numărul de evenimente de excitare a donatorului) este direct legată de rata de transfer și are aceeași dependență de distanța dintre obiecte (descrește cu r -6 ).

Fenomenul de transfer de energie face posibilă studierea structurii macromoleculelor, evaluarea interacțiunilor intermoleculare și a vitezelor reacțiilor biochimice. Este utilizat în mod activ în biochimie , biologie moleculară , biotehnologie și medicină .

Note

  1. Weber, G. Spectrul de fluorescență-polarizare și transferul de energie electronică în proteine  ​​//  The Biochemical Journal. - 1960. - Vol. 75 . — P. 345–352 .
  2. Steinberg, I. Z. Transfer nonradiative pe distanță lungă de energie de excitație electronică în proteine ​​și polipeptide  //  Annual Review of Biochemistry. - 1971. - Vol. 40 . — P. 83–114 .
  3. Stryer, L. Fluorescence energy transfer as a spectroscopic ruler  //  Annual Review of Biochemistry. - 1978. - Vol. 47 . — P. 819–846 .
  4. Wu, P., Brand, L. Resonance energy transfer: methods and applications  //  Analytical Biochemistry. - 1994. - Vol. 218 . — P. 1–13 .
  5. Medintz I., Hildebrandt N., 2013 , p. 3-8.

Literatură

Link -uri