荧光各向异性偏振测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-13  

本检测详细介绍了荧光各向异性偏振测试这一重要的生物物理分析技术。文章系统阐述了其核心检测项目、广泛的应用范围、关键的方法原理以及必需的仪器设备构成。通过四个主要部分,深入解析了该技术如何通过测量荧光偏振度的变化,在分子互作、构象变化、流体特性及动力学研究等领域提供定量的分子水平信息。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

分子结合亲和力:通过测量结合前后荧光偏振值的变化,定量分析蛋白质-配体、抗体-抗原等分子间的相互作用强度与平衡解离常数。

蛋白-核酸相互作用:用于研究转录因子与DNA结合位点、RNA结合蛋白与特定序列RNA的结合动力学与特异性。

酶活性分析:基于底物或产物荧光标记的偏振变化,实时监测酶促反应进程,如激酶、蛋白酶、核酸酶的活性。

竞争性结合实验:在已知荧光标记配体存在下,加入未标记竞争分子,通过偏振信号降低来评估竞争分子的结合能力。

分子构象变化:探测蛋白质折叠/去折叠、构象转换过程中因分子旋转速率改变而引起的荧光各向异性变化。

膜流动性评估:将荧光探针嵌入脂质双分子层,其偏振度直接反映细胞膜或脂质体的微粘度与流动性。

分子聚集与自组装:监测蛋白质聚集、纤维化或纳米颗粒形成过程中,因复合物体积增大导致旋转变慢而引起的偏振增强。

免疫分析:应用于均相荧光偏振免疫分析,无需分离步骤即可直接检测小分子抗原、抗体滴度等。

分子大小与分子量估算:根据斯托克斯-爱因斯坦方程,通过测得的各向异性值反推荧光标记分子的流体力学半径或表观分子量。

药物筛选高通量初筛:作为均相、无需洗涤的检测方法,广泛应用于针对特定靶点的化合物库大规模初步筛选。

检测范围

生命科学研究:涵盖基础生物学中几乎所有涉及分子识别、结合与构象变化的领域,是生物化学与分子生物学的重要工具。

药物发现与开发:贯穿从靶点验证、先导化合物筛选、活性优化到临床前研究的各个环节,用于评估药效与机制。

临床诊断:用于开发均相免疫检测试剂盒,检测血液中药物浓度、激素水平、病毒抗原及特定抗体等。

食品安全检测:应用于快速检测食品中的农药残留、兽药残留、毒素(如黄曲霉毒素)以及非法添加物。

环境监测:用于检测水体和土壤中的特定污染物,如多环芳烃、重金属离子(通过竞争结合法)等。

材料科学:研究高分子聚合物链的动力学、溶胶-凝胶转变过程以及纳米材料表面修饰与生物分子结合特性。

细胞信号转导研究:通过设计特异性荧光探针,在细胞裂解液或活细胞水平研究信号分子(如cAMP)的浓度变化及第二信使作用。

核酸杂交分析:快速检测特定DNA或RNA序列的存在与丰度,用于基因分型、病原体核酸检测等。

蛋白功能研究:研究蛋白质的磷酸化、甲基化等翻译后修饰对其与其他分子相互作用能力的影响。

生物传感器开发:作为核心信号转换机制,用于构建高灵敏度、高特异性的生物传感器,实现实时、在线检测。

检测方法

稳态荧光偏振法:最常用的方法,使用连续光激发样品,同时测量垂直和平行于激发偏振方向的发射光强度,计算各向异性值。

时间分辨荧光各向异性法:使用脉冲光源,测量荧光各向异性随时间的衰减曲线,可解析复杂体系中多个旋转组分和动态过程。

均相竞争结合法:将荧光标记的示踪剂与样品中待测物对有限结合位点进行竞争,偏振信号与待测物浓度成反比。

直接结合法:固定荧光标记的小分子或配体浓度,滴定加入大分子结合伴侣,直接观测偏振值随滴定增加的结合曲线。

荧光偏振转移技术:利用能量供受体对之间的荧光共振能量转移与偏振结合,研究多组分复合物的组装与解离。

微孔板读数模式:适配96孔或384孔板,使用多功能酶标仪进行检测,实现高通量、自动化的样品平行分析。

溶液相检测:在标准石英比色皿或微量样品池中进行,适用于精确的滴定实验和动力学参数测定。

细胞裂解液检测:在成分复杂的细胞裂解液背景中直接进行靶点结合或酶活性分析,更贴近生理环境。

温度依赖性测量:在不同温度下进行荧光偏振测量,用于研究结合过程的热力学参数(如焓变、熵变)。

粘度校准曲线法:通过在不同粘度的甘油-水混合物中测量标准品的偏振值,建立校准曲线,用于评估环境微粘度。

检测仪器设备

荧光分光光度计(带偏振附件):核心设备,配备偏振滤光片或格兰棱镜,用于精确控制激发光和检测发射光的偏振方向。

多功能酶标仪(荧光偏振模块):高通量检测的关键设备,可快速扫描微孔板中的多个样品,广泛应用于筛选和定量分析。

时间相关单光子计数荧光光谱仪:用于时间分辨荧光各向异性测量,具备皮秒级脉冲激光器和高精度时间分辨检测系统。

偏振滤光片组:包括激发端和发射端的垂直与水平取向的偏振片,是产生和区分偏振光的基本光学元件。

温控样品室:为比色皿或微孔板提供精确的温度控制(通常4°C至95°C),确保实验在恒温条件下进行。

微量滴定自动加样器:用于精确、自动地向反应孔中加入试剂、样品或滴定液,提高实验重复性和效率。

石英荧光比色皿:低荧光背景、高透光率的方形或长方形比色皿,用于溶液相精密测量,需注意光路方向。

黑色或低荧光微孔板:减少孔间串扰和背景干扰的专用微孔板,是进行高通量荧光偏振实验的标准耗材。

氙灯或LED连续光源:提供稳定、高强度的激发光。LED光源因其单色性好、寿命长而日益普及。

光电倍增管或CCD检测器:将微弱的荧光信号转换为电信号并进行放大。PMT灵敏度高,CCD则适用于多通道同时成像检测。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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