基于纳米结构FRET标签多参数光谱检测的单分子荧光多重化
生物物理
2024-01-26 v2 定量方法
摘要
在单分子水平上进行多重、实时荧光检测，对于揭示复杂系统中各分子种类的化学计量、动力学与相互作用极为可取。然而，传统荧光传感受限于同时检测的3-4个标签，原因在于低信噪比、标签间高光谱重叠以及需要避免相异染料化学。我们设计了一组数十种称为FRETfluors的荧光标签，用于单分子水平的光谱多重化。每种FRETfluor是由相同三种化学构建块（DNA、Cy3和Cy5）形成的紧凑纳米结构。其组成与染料-染料几何结构为每种构建体创造出特征的Förster共振能量转移（FRET）效率。此外，我们改变局部DNA序列与连接化学以改变Cy3和Cy5的发射特性，从而将整系列FRET构建体的发射特征移至多参数检测空间的新区域。因此，每种FRETfluor的独特光谱发射由FRET与这种对单个荧光团光物理的位点特异性调谐共同赋予。我们展示了使用统计选定的子集构建体在样品混合物中对27种FRETfluors的单分子识别，以最小化分类误差，测量使用Anti-Brownian ELectrokinetic（ABEL）陷阱，其提供精确的多参数光谱测量。ABEL陷阱还能够区分连接至靶标（此处为mRNA）的FRETfluors与未结合的FRETfluors，从而无需通过纯化进行洗涤或去除过量标签。我们展示了使用选定以最小化分类误差的子集构建体在样品混合物中对27种FRETfluors的单分子识别。
引用
@article{arxiv.2307.01614,
title = {Single-molecule fluorescence multiplexing by multi-parameter spectroscopic detection of nanostructured FRET labels},
author = {Jiachong Chu and Ayesha Ejaz and Kyle M. Lin and Madeline R. Joseph and Aria E. Coraor and D. Allan Drummond and Allison H. Squires},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.01614},
year = {2024}
}
备注
62 pages, 6 figures, 19 Supplementary figures, 5 Supplementary tables, 9 Supplementary notes