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技术简介

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技术简介

1、技术发展历程

　　2、技术特性

　　荧光相关光谱(Fluorescence Correlation Spectroscopy;FCS)技术可在微量(5微升)溶液样品中或单个活细胞内以单分子分辨率定量检测分子的浓度、水动力半径和相互作用等特性，可广泛应用在如细胞信号传导机制、生物分子变性聚焦、生物大分子液-液相分离、抗体筛选、病原体检测、疾病标志物检测、酶活性检测、荧光探针特性分析、纳米颗粒特性分析、外泌体分析、高分子聚合物分析、微流控技术开发等研究领域。

　　3、技术应用

　　通用应用：

　　溶液样品或细胞裂解液中的单分子荧光分析

　　溶液样品或细胞裂解液中的分子相互作用分析

　　分子或纳米颗粒的粒径(水动力半径)检测

　　分子或纳米颗粒相对和绝对浓度的超灵敏检测

　　专用应用：

　　生物大分子的液-液相分离研究

　　生物大分子动态结构-功能机制的单分子研究

　　荧光探针分子或纳米颗粒的物理和荧光特性分析

　　细胞信号传导机制和药物研发的分子互作研究

　　4、应用领域

　　Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS)在生物学、医学、化学、材料学、药物研发、光物理学、微纳科学等领域中有着广泛的应用;在PubMed有超12900篇应用FCS及其衍生技术产出的学术论文。只要能够被荧光标记，FCS能检测溶液样品或单个活细胞内的化学小分子、生物大分子、病毒、纳米颗粒、细菌等样品的摩尔浓度、扩散系数/水动力半径、相互作用亲和力、动态构象及构象转换速率等特性。

　生物化学和分子生物学

　　蛋白质、核酸等生物大分子的相对和绝对摩尔浓度测定；生物大分子、小分子-生物大分子、生物大分子-病毒/纳米颗粒等结合反应的亲和力(K_D)和化学动力学常数(K_on、K_off)检测；生物大分子的扩散系数/水动力半径检测；蛋白质分子变性聚集分析；生物大分子液-液相分离研究；磷脂双分子层相变研究等。

　细胞生物学

　　应用溶液或细胞裂解液样品研究特定细胞信号传导机制调控下的分子浓度和分子相互作用变化，可互补替代传统细胞生物学技术，比如Co-Immunoprecipitation, Western Blot等。

　结构生物学

　　在溶液样品或细胞裂解液中进行的单分子FRET(smFRET)实验可解析生物大分子的动态结构-功能机制，包括生物大分子构象分析及构象转换动力学常数测定；smFRET实验获得的生物大分子的动态结构-功能机制是对X光衍射、冷冻电镜等技术获得的静态结构-功能机制的关键补充。

　药物研发

　　小分子或生物大分子药物与靶点结合反应的亲和力与化学动力学常数检测；纳米药物或生物药在生理溶液(血浆、全血等)中的稳定性和代谢分析；生物药的变性聚集及稳定性分析等。

　光物理学

　　新型荧光探针分子或纳米颗粒的的光量子效率检测、光淬灭效率检测、单重态-三重态转换动力学分析、荧光闪烁(blinking)动力学分析、光转换(photo conversion)机制研究；新型纳米荧光探针(如量子点、碳纳米点、金纳米点、聚集发光材料等)的粒径-光物理特性分析等。

　化学

　　化学反应的平衡常数和动力学常数检测;高分子聚合物的扩散系数/结构分析；缓冲液的离子浓度、粘稠度等特性分析；水凝胶及其它胶体中的分子/纳米颗粒扩散特性分析等。