一种在黄绿光波段测量时间分辨荧光仪器响应函数的方法技术

技术编号:11035803 阅读:217 留言:0更新日期:2015-02-11 20:24
本发明专利技术的目的在于提供一种在黄绿波段测量时间分辨荧光仪器响应函数的方法。该方法包括以下步骤:a.使用淬灭的荧光素钠作为参考染料,其中以荧光素钠作为荧光染料;以碘离子(I-)作为淬灭剂;b.通过测量仪器获得该参考染料的时间分辨荧光光谱;以及c.以该时间分辨荧光光谱作为该测量仪器的仪器响应函数。其中荧光素钠的终浓度为200-800μM,碘离子(I-)的终浓度为8-12.2M,体系的pH值为pH≥9。与固体颗粒散射测量仪器响应函数的方法相比,利用本发明专利技术方法获得仪器响应函数避免了不同激发波长之间的颜色效应,提高了整个实验结果的准确性,并且避免了更换滤波片的麻烦。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学光谱测量领域,涉及时间分辨荧光仪器响应函数的测量方法,尤 其涉及。
技术介绍
在时间分辨荧光光谱测量中,所测得的荧光衰减曲线实际上是仪器响应函数 (Instrument Response Function, IRF)和理想时间衰减曲线的卷积。要获得理想时间衰 减曲线,就需要去除仪器响应函数(IRF)所带来的影响。因此,仪器响应函数是否准确将直 接影响到理想时间衰减曲线的测量准确性。通常,仪器响应函数是通过测量激发光的时域 剖面图来获得的。瑞利光散射为这一测量提供了足够强度的信号,可以通过测量仪器对瑞 利散射的响应来获得仪器响应函数。用这种方法获得仪器响应函数时,存在一些缺陷,比如 只能将探测波长靠近激发波长位置处进行信号探测,然而,被激发的物质发出的荧光的波 长相对于激发光的波长有一定的偏移,而且测量仪器如单色仪、光电倍增管或雪崩光电二 极管都存在颜色效应,这将导致用这种方法得到的仪器响应函数出现系统误差。因此,人们 期望一种新的能获得更精确的仪器响应函数的方法。 荧光素是一种常见的具有光致荧光特性的染料,因其具备消光系数高、量子产率 大、以及吸收和发射带存在大量重叠区域等优点,作为一种单寿命的荧光染料被广泛应用 在突光光谱领域中(ZhengH, ZhanXQ, BianQN, et al. ChemCommun, 2013, 49(5) :429_47,《化 学通讯》;HolcovaV, SimaJ, DusekJ. Cent Eur J Chem, 2013, 11 (2): 200-4,《中欧化学杂 志》),被用作测量时间分辨荧光仪器响应函数的参考染料。除了荧光素,罗丹明6G(Hanley QS,Subramaniam V,Arndt-Jovin DJ, et al. Cytometry, 2001,43 (4) :248-60《细胞计数》) 和玫瑰红(Szabelski M,Luchowski R,Gryczynski Z,et al.ChemPhysLett,2009,471(l_3 ):153-9,《化学物理快报》)也被用作测量时间分辨荧光仪器响应函数的参考染料。 荧光素钠较荧光素具有更高的荧光强度和更短的荧光寿命。另外,与罗丹明6G和 玫瑰红的发射波长不同,荧光素钠的发射波长为黄绿光波段,与生物分子中应用广泛的绿 色荧光蛋白(GFP)和黄色荧光蛋白(YFP)的发射波长范围一致。由于在样品发射波段来测 量仪器响应函数,能提高整个实验结果的准确性,并且可避免更换滤光片的麻烦,因此,用 荧光素钠的碱性溶液来获得仪器响应函数(IRF)是合适的,S卩非常适合用作测量仪器响应 函数的参考燃料。尤其对于绿色和黄色荧光蛋白的研究,使用荧光素钠作为一种在黄绿光 波段测量仪器响应函数的参考染料具有重要的参考价值。 如前所述,测量仪器测得的荧光衰减曲线是理想荧光衰减曲线和仪器响应函数的 卷积。如果某种物质(荧光团)的荧光寿命非常小,以致于远小于仪器本身的响应时间,那 么,测量测得的该物质的荧光衰减曲线数据基本上就可以作为该仪器装置的仪器响应函 数,从而简单地通过测量该被测物质的荧光衰减曲线来快速地获得仪器响应函数。 有很多方法可以将荧光团寿命有效减小至皮秒量级,从而使其作为仪器响应函数 的参考物质成为可能。碰撞淬灭(Lawrence WG, VanMarter TA, Nowlin ML, et al. J Chem Phys,1997, 106 (I) :127-41《化学物理学报》)就是其中一种最简单可行的办法。 碰撞淬灭的淬灭机制是使处于激发态的突光团与溶液中的淬灭剂发生碰撞导致 荧光强度的减弱。通过改变染料中的淬灭剂的浓度可以改变荧光衰减过程。作为测量仪器 响应函数的染料分子,碘化物淬灭的罗丹明6G的突光寿命为50ps (Hanley QS, Subramaniam V,Arndt-Jovin DJ, Jovin TM. 2001. Cytometry43:248_60《细胞计数》;Harris JM, Lytle FE. 1977. Review of Scientific Instruments48:1469-76《科学仪器评论》);淬灭的赤藓 红B 的突光寿命为 25ps (Szabelski M,Ilijev D,Sarkar P,Luchowski R,Gryczynski Z,et al. 2009. Applied Spectroscopy63:363-8《应用光谱学》),淬灭的LDS798的荧光寿命为 24ps (Luchowski R, Gryczynski Z,Sarkar P,Borejdo J, Szabelski M, et al. 2009. Rev Scilnstrum80:033109《科学仪器综述》)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种在黄绿光波段测量时间分辨荧光的仪器响应函数的 方法。 本专利技术的方法中,使用淬灭的荧光素钠作为参考染料,其中以荧光素钠作为荧光 染料;以碘离子(0作为淬灭剂;通过测量仪器获得所述荧光素纳的时间分辨荧光光谱; 以及以所述的时间分辨荧光光谱作为所述测量仪器的仪器响应函数。 该参考染料中,所述荧光素钠的终浓度为200-800iiM,所述碘离子(〇的终浓度 为8-12. 2M,所述参考染料的pH值为pH彡9。 该参考染料的制备包括以下步骤: al.配制高浓度或饱和的碘化物溶液,称取一定质量的碘化物溶液并将其溶于所 需pH值的pH缓冲液中,配制成高浓度或饱和的碘化物碱性溶液; a2.配制高浓度或饱和的荧光素钠溶液,称取一定质量的荧光素钠溶液并将其溶 于所需pH值的pH缓冲液中,配制成高浓度或饱和荧光素钠碱性溶液;以及 a3.将该碘化物碱性溶液和该荧光素钠碱性溶液按一定比例混合,使其满足该碘 离子终浓度和该荧光素钠终浓度,以构成该参考染料。 该碘化物为碘化钠或碘化钾。 该pH缓冲液为磷酸氢二钠-氢氧化钠缓冲液、甘氨酸-氢氧化钠缓冲液、硼砂-氢 氧化钠缓冲液以及碳酸钠-氢氧化钠缓冲液中的任何一种。 该测量仪器为频率上转换时间分辨荧光装置或时间分辨单光子计数装置。 本专利技术与现有的仪器响应函数测量方法相比,具有如下有益效果: ⑴本专利技术在荧光发射波段来测量仪器响应函数,与采用固体颗粒的散射测量仪器 响应函数相比,避免了不同激发波长之间的颜色效应,提高了整个实验结果的准确性,并且 避免了更换滤波片的麻烦; ⑵本专利技术所选用的参考染料消光系数高、量子产率大、以及吸收和发射带存在大 量重叠区域等优点,并且具有对酸碱环境比较敏感,在水中溶解度大的优点; ⑶本专利技术对时间分辨荧光仪器响应函数的测量适用于黄绿波段,这与生物分子中 的绿色荧光蛋白(GFP)和黄色荧光蛋白(YFP)的发射波长一致。因此,本专利技术非常适于绿色 和黄色荧光蛋白的研究; ⑷本专利技术与现有的用于时间分辨荧光仪器响应函数的参考染料相比具有更短的 寿命(17ps),现有的碘化物淬灭的罗丹明6G的荧光寿命为50ps,淬灭的赤藓红B的荧光寿 命为25ps,淬灭的LDS本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种在黄绿波段测量时间分辨荧光仪器响应函数的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:a.使用淬灭的荧光素钠作为参考染料,其中以荧光素钠作为荧光染料;以碘离子(I‑)作为淬灭剂;b.通过测量仪器获得所述参考染料的时间分辨荧光光谱;以及c.以所述时间分辨荧光光谱作为所述测量仪器的仪器响应函数。

【技术特征摘要】
1. 一种在黄绿波段测量时间分辨英光仪器响应函数的方法,其特征在于,该方法包括 W下步骤: a. 使用浑灭的英光素轴作为参考染料,其中W英光素轴作为英光染料;W楓离子(0 作为浑灭剂; b. 通过测量仪器获得所述参考染料的时间分辨英光光谱;W及 C. W所述时间分辨英光光谱作为所述测量仪器的仪器响应函数。2. 根据权利要求1所述的在黄绿波段测量时间分辨英光的仪器响应函数的方法,其特 征在于,所述参考染料中,所述英光素轴的终浓度为200-800 y M,所述楓离子(n的终浓度 为8-12. 2M,所述参考染料的抑值为抑> 9。3. 根据权利要求2所述的在黄绿波段测量时间分辨英光仪器响应函数的方法,其特征 在于,所述参考染料的制备包括W下步骤: al.配制高浓度或饱和的楓化物溶液,称取一定质量的楓化物溶液并将其溶于所需抑 值的抑缓冲液中,配制成高浓度或饱和的楓化物碱性溶液; a2.配制高浓度或饱和的英光素轴溶液,称取...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘海峰贾梦辉刘梦薇李磊赵力涛常孟方张三军徐建华
申请(专利权)人:华东师范大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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