Кіріспе

Флюоресценцияның қолданысы және теориясы Жарықпен қоздырылғаннан кейін жарық шығаратын заттар

Флюорофор (немесе флюорохром, хромофорға ұқсас) – жарықпен қоздырылғанда қайтадан жарық шығаратын флуоресцентті химиялық қосылыс. Флюорофорлар әдетте бірнеше біріктірілген ароматикалық топтарды немесе бірнеше π байланыстары бар жазық немесе циклдік молекулаларды қамтиды. Флюорофорлар кейде жеке қолданылады, сұйықтықтарда іздеуші ретінде, белгілі бір құрылымдарды бояу үшін бояғыш ретінде, ферменттердің субстраты ретінде немесе зонд немесе индикатор ретінде (оның флуоресценциясына полярлық немесе иондар сияқты қоршаған орта факторлары әсер ететін жағдайда) қолданылады. Көбінесе олар макромолекулаларға ковалентті байланыстырылады, бұл аффиндік немесе биоактивті реагенттерге (антиденелер, пептидтер, нуклеин қышқылы) маркерлер (немесе бояулар, немесе таңбалар немесе хабарламалар) ретінде қызмет етеді. Флюорофорлар негізінен тіндерді, жасушаларды немесе материалдарды флуоресценттік бейнелеу және спектроскопия сияқты әртүрлі талдау әдістерінде бояуға қолданылады. Флуоресцеин, өзінің аминге реакциялық изотиоцианат туындысы – флуоресцеин изотиоцианаты (FITC) арқылы ең танымал флюорофорлардың бірі болды. Антиденелерді таңбалаудан бастап, карбоксифлуоресцеиннің арқасында нуклеин қышқылына қолданылуы кеңейді. Тарихи тұрғыдан жиі қолданылатын флюорофорлар – родаминнің (TRITC), кумариннің және цианиннің туындылары. Жаңа буын флюорофорлардың көпшілігі, олардың көпшілігі патенттелген, әдетте жақсырақ өнім береді, себебі олар дәстүрлі бояуларға қарағанда фототұрақтырақ, жарқырақтау немесе рН-ға сезімталдығы аз, сонымен қатар ұқсас қоздыру және эмиссия қасиеттеріне ие.

Өлшемі (молекулалық салмағы)

Көптеген флюорофорлар 20-100 атомнан тұратын органикалық шағын молекулалар (200-1000 Дальтон; молекулалық салмағы, егер қосымша модификациялар немесе конъюгацияланған молекулалар болса, артуы мүмкін), бірақ ақуыздар болып табылатын әлдеқайда ірі табиғи флюорофорлар да бар: жасыл флуоресцентті ақуыз (GFP) 27 кДа, ал бірнеше фикобилипротеиндер (PE, APC) ≈240 кДа. 2020 жылғы мәліметтер бойынша, ең кішкентай белгілі флюорофор – 14 атомнан тұратын және тек 123 Да салмақты 3-гидроксиизоникотиналдегид. Кванттық нүктелер (2-10 нм диаметр, 100-100 000 атом) сияқты флуоресценциялық бөлшектер де флюорофорлар саналады. Флюорофордың көлемі таңбаланған молекулаға кеңістіктік кедергі келтіріп, флуоресценцияның полярлығына әсер етуі мүмкін.

Нуклеин қышқылы бояғыштары

Дық. шығ. (нм) Дық. сің. (нм) Молекулалық салмағы Ескертулер Hoechst 33342 343 483 616 AT таңдамалы DAPI 345 455 AT таңдамалы Hoechst 33258 345 478 624 AT таңдамалы SYTOX Blue 431 480 ~400 ДНК Chromomycin A3 445 575 CG таңдамалы Mithramycin 445 575 YOYO 1 491 509 1271 Ethidium Bromide 210;285 605 394 сулы ерітіндіде GelRed290;5205951239 Ethidium Bromide-ке зиянсыз жақсы балама Acridine Orange 503 530/640 ДНК/РНК SYTOX Green 504 523 ~600 ДНК TOTO 1, TO PRO 1 509 533 Тірі жасушаларға бояу, TOTO: Цианин димері, TO PRO: Цианин мономері Thiazole Orange 510 530 CyTRAK Orange 520 615 (Biostatus) (қызыл қоздыру қараңғы) Propidium Iodide (PI) 536 617 668.4 LDS 751 543;590 712;607 472 ДНК (543 шығ./712 сің.), РНК (590 шығ./607 сің.) 7 AAD 546 647 7 аминоактиномицин D, CG таңдамалы SYTOX Orange 547 570 ~500 ДНК TOTO 3, TO PRO 3 642 661 DRAQ5 600/647 697 413 (Biostatus) (488-ге дейін қолдануға болады) DRAQ7 599/644 694 ~700 (Biostatus) (488-ге дейін қолдануға болады)

Жасушалық функциялар бояғыштары

Түсірілім Ex (nm) Em (nm) MW Ескертпелер Indo 1 361/330 490/405 1010 АМ эфир, төмен/жоғары кальций (Ca2+) Fluo 3 506 526 855 АМ эфир. pH > 6 Fluo 4 491/494 516 1097 АМ эфир. pH 7.2 DCFH 505 535 529 2'7'-дихлородигидрофлуоресцеин, тотыққан түрі DHR 505 534 346 Дигидрородиамин 123, тотыққан түрі, жарық тотығуды катализдейді SNARF 548/579 587/635 pH 6/9

Қолданбалар

Флюорофорлар биохимия және ақуыз зерттеулері саласында ерекше маңызға ие, мысалы, иммунофлюоресценция, жасуша талдауы, иммуногистохимия және кішкентай молекулалық сенсорларда қолданылады.