Transcript Wykład 6 (3.5 MB PPT

Chemia koloru cz.6
Luminescencja c.d.
Prof. Daniel T. Gryko
Plan wykładu
• Chemoluminescencja
• Bioluminescencja
• Sondy fluorescencyjne – obrazowanie
optyczne
• Białka fluorescencyjne (Green fluorescent
proteins)
Podstawy zjawiska
Luminescencja
Emisja fotonów (w zakresie ultrafioletu, widzialnym
i podczerwonym) z elektronowych stanów wzbudzonych.
Elektroluminescencja
Pod wpływem prądu elektrycznego
Chemiluminescencja
Pod wpływem reakcji chem.
Fotoluminescencja
Pod wpływem światła
Podstawy zjawiska
Chemiluminescencja
Emisja fotonów z elektronowych stanów wzbudzonych
na które cząsteczka dostała się wskutek reakcji chemicznej
1838-1914
Co i jak?
‘Lofina’
B. Radziszewski, Chem. Ber. 1885, 18, 355-358.
Zastosowania
chemiluminescencji
•
•
•
•
•
Rozrywka (latawce, ‘świecące patyki’)
Analiza gazów (np. NO 1ppb)
Analiza związków organicznych
Sekwencjonowanie DNA
Detekcja biomolekuł
‘Sticks’
• American Cyanamide Company 1960
Wzmocniona
chemiluminescencja
• Peroksydaza chrzanowa jest przyłączana do
interesującej nas biocząsteczki
• Ten kompleks katalizuje przekształcenie
chemiluminoforu w wzbudzony emiter, który dalej
utleniany H2O2 przechodzi w stan trypletowy
(C=O)
• Ten ostatni przechodząc w stan podstawowy
emituje światło
Bioluminescencja
Bioluminescencja
Produkcja i emisja światła przez żywy organizm.
Świetlik (Photinus pyralis) Common glowworm (Lampyris Noctiluca)
Co i dlaczego?
J. Am. Chem. Soc. 2010,
Grzyb (Panellus stipticus)
Sondy fluorescencyjne
• Jedna z najważniejszych metod badania
komórek
• Znakowanie (labelling)
• Możliwość wielokrotnego znakowania
Sondy fluorescencyjne wymagania
• Selektywne wiązanie z pewnych typem
komórek, organelli lub cząsteczek
• Brak toksyczności
• Wysoka
• Fotostabilność
• Pozostawanie w komórce…
• Kompatybilność ze źródłłem wzbudzenia
Sondy fluorescencyjne – potrójne
znakowanie
• Niebieskie (Oregon green), zielone/żółte
(Alexa 588), Cy5 (czerwone)
Przykładowe sondy
fluorescencyjne
Białka fluorescencyjne
• Odkrycie w 1962 (Aequorea victoria)
• Nagroda Nobla w 2008
Osamu Shimomura
Martin Chalfie
Roger Tsien
Białka fluorescencyjne
"Roger Y. Tsien - Nobel Lecture". Nobelprize.org. 30 Oct 2010
http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2008/tsien-lecture.html
"Osamu Shimomura - Nobel Lecture". Nobelprize.org. 30 Oct 2010
http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2008/shimomura-lecture.html
GFP- jak to działa?
• Właściwości spektroskopowe to rezultat
interakcji chromoforu z resztami
aminokwasowymi ‘dookoła’
Dlaczego GFP
• Właściwości spektroskopowe mogą być
zmieniane za pomocą technik biologii
molekularnych
• Łatwo przyłączalne do innych białek
• Tylko tlen niezbędny
• Nieinwazyjne
• Wzbudzenie 450-650 nm
Modyfikacje genetyczne
GFP – modyfikacje genetyczne
GFP dziś
GFP – zachód słońca
GFP - zastosowania
• Sensory
• Wizualizacja związków biologicznie
czynnych w komórkach
• Mikroskopia fluorescencyjna
• Polarność rozpuszczalnika
• Pomiary gęstości cieczy