荧光寿命显微成像（FLIM）常用来检测活细胞内荧光基团的寿命信息，以实现微观定量分析。荧光共振能量转移（FRET）可用来表征能量从供体荧光分子到受体荧光分子的传递过程。将FLIM技术与FRET结合（FLIM-FRET），可以监测活细胞中蛋白质的相互作用、亚细胞器的动态过程等。构建了以细胞膜上转染的绿色荧光蛋白（sfGFP）为供体、以阿霉素（DOX）为受体的FRET纳米体系，利用双光子激发荧光寿命显微成像（TP-FLIM）系统，通过监测FRET纳米体系中供体荧光寿命的变化，研究了药物DOX在细胞中的递送机制和运输效率。此外，进一步采用四种内吞途径抑制剂，对纳米药物的内吞途径进行了评估。结果证明，牛血清白蛋白（BSA）包裹的DOX（BSA-DOX）纳米颗粒通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞。揭示了BSA-DOX纳米颗粒通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞的动态过程。研究表明，FLIM-FRET技术结合定量分析方法可用于区分小分子药物和纳米颗粒与细胞作用的异同。

广色域、低功耗TFT-LCD在高温高湿运行测试时容易发生周边发粉不良, 严重影响器件的视觉效果。本文研究了不同成分的绿色色阻、有源层与平坦层材料制成的微型液晶盒与TFT-LCD在光照、高温与高湿环境中的透过率变化情况, 以及周边发粉的起始时间, 明确发粉不良的根本原因为绿色色阻中的非金属配合物分子结构的Y颜料, 且不良程度与产品边框、有源层与平坦层材料吸水率相关。通过使用高疏水性、高硬化度的绿色色阻材料与低吸水率的平坦层材料, 在不损失TFT-LCD透过率的前提下, 有效改善了TFT-LCD发粉不良, 实现a-Si产品高温高湿运行测试(THO)运行1 000 h以上, a-IGZO产品运行500 h以上不产生发粉不良, 并建立TFT-LCD显色核心的RGB色阻材料的成分管理基准, 搭建发粉不良的生产线与实验室评价体系。

基于受体敏化的3-cube(通道)荧光共振能量转移(FRET)成像方法(通常称为E-FRET方法)是活细胞定量FRET检测中主流的成像分析技术。基于激发发射光谱线性分离的定量FRET检测方法(mExEm-spFRET)因天然地克服光谱串扰的能力,在活细胞定量FRET检测中具备非常好的鲁棒性。利用表达不同模型质粒的乳腺癌MCF-7活细胞,在不同信噪比(R_SN)的条件下分别进行了定量E-FRET和mExEm-spFRET测量,以FRET效率(E)和质粒供受体浓度比(R_C)参量作为指标,评估二种方法的鲁棒性。对于R_SN>3的细胞,两种方法得到一致的E值,但是E-FRET方法得到的个别质粒R_C值偏小;对于R_SN<3的细胞,两种方法都能得到一致的R_C值,但是E-FRET方法得到的个别质粒E值误差率大于0.1,与文献值偏差稍大。E-FRET与mExEm-spFRET具有几乎一致的活细胞定量FRET检测能力,但是mExEm-spFRET的鲁棒性优于E-FRET方法。

细胞是动植物结构和生命活动的基本单位。 细胞过程的一个重要特点就是其生化组分在时空调控上的相互作用关系。 然而, 利用传统的生化方法（如酵母双杂交系统、 pull-down系统等）很难在空间上评估活细胞内分子间的相互作用。 光学技术的快速发展, 为研究活细胞中生物分子的时空动态提供了新的遗传研究工具, 其中荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像（FRET-FLIM）技术在实时探测分析活细胞中生物大分子构象变化和分子间动态相互作用过程具有独特的优势, 如: 实现对活细胞的实时“可视化”研究, 同时具有高时空分辨率; 检测更加灵敏、 结果可信度高; 且基于简易的数学运算完成简单快捷的分析程序。 介绍FRET-FLIM技术的理论背景知识, 对比了该技术与传统蛋白相互作用技术研究的利弊, 同时归纳了其在蛋白相互作用、 细胞生物学和疾病诊断等方面的最新应用研究进展, 最后总结和讨论了FRET-FLIM技术的未来发展趋势, 以期能够为揭示活细胞的结构和细胞过程相关研究提供新的见解。

利用以阳离子共轭聚合物为能量供体的荧光共振能量转移（FRET）策略和滚环扩增放大技术, 建立了一种新型的microRNA（miRNA）检测方法。 阳离子共轭聚合物采用聚［（9,9-双（6’-N,N,N-三乙基铵）己基）亚芴基亚苯基二溴化物］（PFP）。 PFP是一种由大量吸光单元共轭而成的阳离子聚合物, 具有独特的光捕获和荧光增强性能, 可以和带有负电荷的DNA通过静电作用相互结合。 SG是一种能够结合于所有双链DNA双螺旋小沟区域的染料, 其在游离状态下, 荧光微弱, 但一旦与双链DNA结合后, 荧光会大大的增强。 首先, 设计了一条可与目标分子特异性杂交的锁式探针和与RCA产物序列互补的DNA链。 当体系中存在miRNA时, 在T4 DNA连接酶作用下, 锁式探针连接成环； 随后, 在phi29 DNA聚合酶和dNTPs共同作用下, 在miRNA的3’端滚环扩增出一条与锁式探针序列互补的长单链DNA, 所得产物与互补DNA链杂交形成双链DNA（dsDNA）。 此时SG作为FRET受体掺入其中, 形成SG-dsDNA共同体。 随后, SG-dsDNA与PFP因静电相互作用而紧密接近, 由于PFP的发射光谱与SG的激发光谱有重叠, 因此二者之间可以发生FRET现象。 反之, 当体系中不存在miRNA时, 挂锁探针则无法连接成环, 阻止了扩增反应的进行及其产物与互补DNA链的杂交反应。 加入SG后, 由于SG与单链DNA的结合能力很弱, SG则游离于溶液中, 不会与PFP发生有效的FRET。 因此目标分子的浓度与体系的FRET效率直接相关。 以let 7a作为待测miRNA分子, 在0.05～5 nmol·L-1的范围内, let 7a的浓度与从反应体系测得的FRET效率（I520/I423）成正比。 同时以无PFP参加的检测方案作为对比实验, 证明了PFP确实具有提高灵敏度的作用。 另外, 以四种同族miRNA分子及两种其他miRNA分子作为干扰物质对方法的特异性进行了考察, 发现除了两种与目标分子序列高度相似的物质存在干扰外, 其他物质几乎不产生信号。 利用该方法对细胞总RNA提取液中let 7a的含量及其加标含量进行了检测, 测量所得回收率基本令人满意。 所建立的方案不需要荧光标记探针, 有效降低了检测成本, 简化了操作步骤, 在与miRNA相关的疾病诊断领域具有一定的应用前景。

由于天然克服光谱串扰的能力以及高灵敏和无损伤的特性,基于光谱分离的荧光共振能量转移(FRET)定量检测(spFRET)方法被公认为是最有应用潜力的活细胞定量FRET检测技术。首先简要介绍FRET定量检测方法以及国内外的相关研究进展;其次重点介绍基于发射光谱线性分离(Em-unmixing)和基于激发发射光谱线性分离(ExEm-unmixing)的两种定量FRET检测技术的原理、发展进程,并比较了这两种检测技术的稳健性;最后对这两种spFRET技术在活细胞FRET应用中的潜在优势进行展望。

为了减弱金属基底对表面增强荧光的淬灭效应, 设计了增强效果更好的荧光增强基底。采用化学生长二氧化硅的方法对纳米多孔金 (NPG)表面进行修饰, 避免荧光分子和 NPG表面直接接触引起的淬灭效应, 在 SiO2@NPG表面分别组装上罗丹明 6G(R6G)和辐射中心波长为 700 nm的量子点 (QD 700)。通过探测分析荧光光谱, 可以得出: 二氧化硅包覆的基底可以使表面增强荧光得到显著的增强, 并且二氧化硅厚度对荧光强度有调节作用; 在基底增强量子点荧光信号的同时, 量子点和 NPG之间还出现非辐射的能量转移现象, 二氧化硅的厚度对能量转移同样有调节作用, 厚度约为 5 nm时能量转移现象最显著。本实验为基于荧光能量转移的检测以及设计更好的荧光增强基底提供了参考。

通过构建碳点(CDs, 供体)和曙红B(EB, 受体)间的荧光共振能量转移(FRET)体系, 建立了一种灵敏且具有选择性的检测培氟沙星(PEFL)含量的新方法。 以紫叶草为碳源, 采用热解法制备了荧光碳点(CDs), 其在水中分散性较好、 稳定性较高、 量子产率为3.7%。 利用高分辨电子显微镜(HRTEM)、 X射线电子衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等手段对碳点进行了形貌和结构表征, 结果表明, 所制得的碳点为无定形态, 其表面含有羟基(—OH)和羧基(—COOH)等活性基团。 利用能量转移Frster理论, 确定CDs和EB之间发生了荧光共振能量转移, 从而在CDs和EB之间构建了荧光共振能量转移体系。 并考察了影响荧光共振能量转移效应测定培氟沙星的重要因素, 如反应介质和酸度、 反应时间、 供体和受体的浓度和盐效应等。 结果表明, 在pH 3.0的磷酸盐(PBS)缓冲溶液中, 以340 nm为激发波长, 碳点将能量转移给曙红B, 使得曙红B的荧光信号增强。 加入培氟沙星之后, 由于培氟沙星与碳点之间相互作用, 从而使得碳点的荧光显著增强。 并且在优化的实验条件下, 培氟沙星的浓度在0.0168~6.71 μg·mL-1范围内与体系的荧光强度改变值(ΔF)之间有较好的线性关系, 检出限为0.072 5 ng·mL-1(3s/k, n=11)。 一些常见的阳离子(如Fe3+, Al3+, Ca2+, Zn2+, Cr3+, Co2+, Cu2+, Mn2+等)、 阴离子(如Cl-, NO-3, I-, S2-, SCN-, SO2-4, Br-, NO-2, IO-3, F-, ClO-3, SO2-3等)和药物(异烟肼, 抗坏血酸和肝素钠)及三聚氰胺均不影响培氟沙星含量的测定。 将该方法用于甲磺酸培氟沙星胶囊和片剂中PEFL含量的测定, 回收率为100.4%~105.1%, 相对标准偏差(RSD, n=5)均不大于2.5%, 表明该方法可用于甲磺酸培氟沙星药物中培氟沙星的实际检测。 该方法具有灵敏度高、 选择性好等优点。