형광 교차 상관 분광법

이 글은 독자들에게 혼란스럽거나 불명확할 수 있다. 기사에 대해 명확하게 설명할 수 있도록 도와주십시오. 토크 페이지에서 이에 대한 논의가 있을 수 있다.(2010년 12월) (이 템플릿 메시지를 제거하는 방법과 시기 알아보기)

형광 교차 상관 분광법(FCCS)은 1994년^[1] 아이겐과 리글러에 의해 도입되었고 1997년 슈빌에 의해 실험적으로 실현되었다.^[2]본질적으로 형광 상관 분광법(FCS) 절차의 연장선에 있는 것으로, 한 개의 분자가 아닌 두 개의 미분 색 분자를 활용한다.즉, 구별되는 분자의 일치된 녹색과 적색 강도 변동은 녹색과 적색으로 표시된 입자들이 미리 정의된 컨포칼로리 볼륨을 통해 함께 움직이고 있는지의 상관관계를 나타낸다.그 결과 FCCS는 확산률과 무관하게 분자 상호작용에 대한 매우 민감한 측정을 제공한다.확산 속도가 분자 복합체의 크기에 따라 약하게만 좌우된다는 점을 감안하면 이는 중요한 진전이다.^[3]

FCCS는 두 개의 서로 다른 색상의 형광 탐침으로 독립적으로 라벨을 붙인 두 가지 종을 이용한다.이러한 형광 탐침은 흥분되어 있고 보통 "녹색"과 "빨간색"으로 표시된 두 개의 다른 레이저 광원과 검출기에 의해 감지된다.일반적으로 공초점 현미경은 흥분하기 위해 녹색과 적색 초점 볼륨을 겹치는 데 사용된다.

표준화된 교차 상관 함수는 다음과 같이 독립된 녹색, G 및 적색, R 채널인$$ 두 개의 형광종 ${\displaystyle G}$ ${\displaystyle$\$G}$ 및$$ ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle$\$R}$에 대해 정의된다.

${\displaystyle \ G_{GR}(\tau )=1+{\frac {\langle \delta I_{G}(t)\delta I_{R}(t+\tau )\rangle }{\langle I_{G}(t)\rangle \langle I_{R}(t)\rangle }}={\frac {\langle I_{G}(t)I_{R}(t+\tau )\rangle }{\langle I_{G}(t)\rangle \langle I_{R}(t)\rangle }}}}}$

여기서$$ 차등 형광 신호 ${\displaystyle \Delta }$ ${\displaystyle I_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\$I_${G$}, t ${\displaystyle \t}$ 및$$ ${\displaystyle \Delta }$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle R_{}}$ ${\$$displaystyle \$$delta I_{R}}}$은$($는$)$ ${\displaystyle 나중}$에 서로 상관된다.스펙트럼 블리딩 스루(blood-through)가 없을 경우 비접촉 입자의 교차 상관 함수는 0이다.FCS와는 대조적으로 상호 작용하는 입자의 수가 증가함에 따라 교차 상관 함수가 증가한다.

FCCS는 주로 살아있는 세포와 체외에서 생체 분자 상호작용의 측정에 사용된다.^[4][5]간단한 분자 스토이치측정법과 결합상수를 측정하는 데 활용할 수 있다.^[6]그것은 살아있는 세포 내의 특정한 시간과 장소에서 단백질과 단백질 상호작용에 대한 정보를 제공할 수 있는 몇 안 되는 기술 중 하나이다.형광 공명 에너지 전달과 대조적으로 상호작용에 대한 거리 제한이 없다.이에 따라 대규모 단지 탐사에 활용할 수 있다.그럼에도 불구하고, 상대적으로 짧은 시간 척도(일반적으로 초)에 초점을 맞춘 현미경을 통해 콤플렉스가 적극적으로 확산될 것을 요구한다.

모델링.

교차 상관 곡선은 FCS에서 적용되는 것보다 약간 더 복잡한 수학적 함수에 따라 모델링된다.우선 G와 R 채널이 단일 관측 볼륨인 ${\displaystyle V{}_{}}$ e ${\displaystyle {ff}_{}}$ , R ${\displaystyle G_{}}$ ${\$\$V_{eff,$솔루션$$ 내 $RG}:$

$\displaystyle \ V_{eff,RG}=\pi ^{3/2}(\omega _{xy,G}^{2}+\omega _{xy,R}^{2})(\omega _{z,G}^{}^{z,R}^{}}}^{1/2}^{3/2}}:$

where ${\displaystyle \ \omega _{xy,G}^{2}}$ and${\displaystyle \ \omega _{xy,R}^{2}}$ are radial parameters and ${\displaystyle \ \omega _{z,G}}$ and${\displaystyle \ \omega _{z,R}}$ are the axial parameters for the G and R channels respectively.

확산시간 , ${\displaystyle D_{}}$ ,${\displaystyle G_{}}$ ${\displaystyle R_{}}$ ${\$$D$,따라서 $GR}$ 형광종(G와 R)에 대한$$ GR}은 다음과 같이 설명된다.

$\displaystyle \tau _{D,GR}={\frac {\omega _{xy,G}^{2}+\omega _{xy,R}^{2}}:{8D_{GR}}}}}}}}}}}}$

여기서 ${\displaystyle D{}_{}}$ ${\displaystyle G_{}}$ ${\displaystyle R_{}}$ ${\$\$D_{GR}$는 이중 형광 입자의 확산 계수다$$.

이중 라벨 형광 입자를 확산하여 생성된 교차 상관 곡선은 다음과 같이 별도의 채널에서 모델링할 수 있다.

${\displaystyle \ G_{G}(\tau )=1+{\frac {(<C_{G}>Diff_{k}(\tau )+<C_{GR}>Diff_{k}(\tau ))}{V_{eff,GR}(<C_{G}>+<C_{GR}>)^{2}}}}$

${\displaystyle \ G_{R}(\tau )=1+{\frac {(<C_{R}>Diff_{k}(\tau )+<C_{GR}>Diff_{k}(\tau ))}{V_{eff,GR}(<C_{R}>+<C_{GR}>)^{2}}}}$

이상적인 경우 교차 상관 함수는 이중으로 표시된 형광 복합체의 농도에 비례한다.

${\displaystyle \GR}(\tau )=1+{{\frac {<C_{GR}}{GR}}{V_{eff}(<C_{G})+{GR}(<C_{R}+{GR})}}}}}}}}}}}}$

with ${\displaystyle \ Diff_{k}(\tau )={\frac {1}{(1+{\frac {\tau }{\tau _{D,i}}})(1+a^{-2}({\frac {\tau }{\tau _{D,i}}})^{1/2}}}}$

교차상관 진폭은 이중 라벨(빨간색 및 녹색) 종의 농도에 정비례한다.

참고 항목

• 동적광 산란
• 형광 분광학
• 확산 계수

참조

외부 링크

• 형광 교차 상관 관계(FCCS)(Becker & Hickl GmbH, 웹 페이지)