Фёрстеровский перенос энергии иначе диполь-дипольный перенос энергии; флуоресцентный резонансный перенос энергии; индуктивно-резонансный перенос энергии (, сокр., FRET; RET) — механизм переноса энергии между двумя хромофорами (от донора к акцептору), который происходит без промежуточного испускания фотонов и является результатом диполь-дипольного взаимодействия между донором и акцептором.

Описание Данное явление носит имя немецкого физика . Он в своей статье 1948 года проанализировал имеющиеся к тому моменту экспериментальные данные, связанные с явлением деполяризации флуоресценции, и предположил существование переноса энергии электронного возбуждения между молекулами. К оказавшим влияние на развитие теории и применения FRET, причисляют таких людей как Теодор Фёрстер, Грегорио Вебер, Исак Стейнберг, Люберг Стриер, Людвиг Бренд.

Безызлучательный перенос энергии происходит от донора, находящегося в возбуждённом состоянии, на акцептор через диполь-дипольное взаимодействие. Характерной чертой данного процесса является тушение флуоресценции донора и возникновение более длинноволновой флуоресценции акцептора. Скорость этого процесса зависит от расстояния между объектами (убывает как r−6), что позволяет измерять дистанцию как между двумя молекулами, так и между метками в одной макромолекуле. Эффективное расстояние, на котором скорость перехода составляет 50 % от максимума, называют фёрстеровским радиусом. Для большинства систем его величина составляет 20—50 Å.

Скорость переноса также зависит от степени перекрывания спектров испускания донора и поглощения акцептора, от взаимной ориентации диполей донора и акцептора и от времени жизни возбуждённого состояния донора в отсутствие акцептора.

Эффективность переноса энергии (или отношение числа событий переноса энергии к числу событий возбуждения донора) напрямую связана со скоростью переноса и имеет такую же зависимость от расстояния между объектами (убывает как r−6).

Явление переноса энергии позволяет изучать строение макромолекул, оценивать межмолекулярные взаимодействия и скорости биохимических реакций. Оно активно используется в биохимии, молекулярной биологии, биотехнологии и медицине.

Примечания

Литература

Lakowicz J. R. Principles of fluorescence spectroscopy. — Springer, 2006. — 954 p. Ермолаев В. Л., Свешникова Е. Б., Бодунов Е. Н. Индуктивно-резонансный механизм безызлучательных переходов в ионах и молекулах в конденсированной фазе // УФН. 1996. Т. 166, № 3. С. 281—305. Агранович В. М., Галанин М. Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. — М.: Наука, 1978. — 383 с. Rakshit S., Vasudevan S. Resonance Energy Transfer from Cyclodextrin-Capped ZnO:MgO Nanocrystals to Included Nile Red Guest Molecules in Aqueous Media // ACS Nano. 2008. V. 2, № 7. P. 1473—1479.

Ссылки

Категория:Нанотехнология