Флуоресцентная корреляционная спектроскопия

В этой статье слишком много ссылок на первоисточники . Пожалуйста, улучшите это, добавив вторичные или третичные источники . ( Август 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Флуоресцентная корреляционная спектроскопия ( FCS ) - это статистический анализ, основанный на временной корреляции, стационарных колебаний интенсивности флуоресценции . Его теоретическая основа берет начало в гипотезе регрессии Л. Онзагера . Анализ дает кинетические параметры физических процессов, лежащих в основе флуктуаций. Одно из интересных приложений этого метода - анализ колебаний концентрации флуоресцентных частиц (молекул) в растворе. В этом приложении наблюдается флуоресценция, испускаемая из очень крошечного пространства в растворе, содержащем небольшое количество флуоресцентных частиц (молекул). Интенсивность флуоресценции колеблется из-за броуновского движения.частиц. Другими словами, количество частиц в подпространстве, определяемом оптической системой, случайным образом изменяется вокруг среднего числа. Анализ дает среднее количество флуоресцентных частиц и среднее время диффузии, когда частица проходит через пространство. В конце концов, определяются как концентрация, так и размер частицы (молекулы). Оба параметра важны для биохимических исследований, биофизики и химии.

FCS - такой чувствительный аналитический инструмент, потому что он наблюдает небольшое количество молекул (от наномолярных до пикомолярных концентраций) в небольшом объеме (~ 1 мкм ³ ). ^[1] В отличие от других методов (таких как анализ ВЭЖХ ) FCS не имеет процесса физического разделения; вместо этого он достигает своего пространственного разрешения за счет своей оптики. Кроме того, FCS позволяет наблюдать за молекулами, меченными флуоресценцией, в биохимическом пути в интактных живых клетках. ^[2] Это открывает новую область «биохимии in situ или in vivo»: отслеживание биохимических путей в интактных клетках и органах. ^[3]

Обычно FCS используется в контексте оптической микроскопии , в частности конфокальной микроскопии или микроскопии с двухфотонным возбуждением . В этих методах свет фокусируется на образце, и измеряемые колебания интенсивности флуоресценции (из-за диффузии, физические или химические реакции, агрегация и т. д.) анализируются с использованием временной автокорреляции. Поскольку измеряемое свойство по существу связано с величиной и / или количеством колебаний, существует оптимальный режим измерения на уровне, когда отдельные виды входят или выходят из объема наблюдения (или включаются и выключаются в объеме). Когда одновременно измеряется слишком много объектов, общие флуктуации малы по сравнению с общим сигналом и могут быть неразрешимы - в другом направлении, если отдельные события флуктуации слишком редки по времени, одно измерение может занять слишком много времени. длинный. FCS является своего рода флуоресцентным аналогом динамического светорассеяния , в котором вместо (некогерентной) флуоресценции используется когерентное рассеяние света.

Когда известна соответствующая модель, FCS можно использовать для получения количественной информации, например:

коэффициенты диффузии
гидродинамические радиусы
средние концентрации
скорости кинетических химических реакций
синглет-триплетная динамика

Поскольку флуоресцентные маркеры бывают разных цветов и могут быть специфически связаны с определенной молекулой (например, с белками, полимерами, металлокомплексами и т. Д.), Можно изучать поведение отдельных молекул (в быстрой последовательности в сложных растворах) . С развитием чувствительных детекторов, таких как лавинные фотодиоды, стало практичным обнаружение сигнала флуоресценции, исходящего от отдельных молекул в сильно разбавленных образцах. Благодаря этому появилась возможность проводить эксперименты с FCS на самых разных образцах, от материаловедения до биологии. Появление сконструированных клеток с генетически помеченными белками (такими как зеленый флуоресцентный белок ) сделало FCS обычным инструментом для изучения молекулярной динамики в живых клетках. ^[4]

История [ править ]

Методы корреляции сигналов были впервые экспериментально применены к флуоресценции в 1972 году Магде, Элсоном и Уэббом ^[5] , которые поэтому обычно считаются «изобретателями» FCS. Вскоре после этого методика получила дальнейшее развитие в группе статей этих и других авторов, в которых были заложены теоретические основы и типы приложений. ^[6]^[7]^[8] Примерно в 1990 г., когда появилась возможность обнаруживать достаточно небольшое количество флуоресцентных частиц, возникли две проблемы: негауссовское распределение интенсивности флуоресценции и трехмерный конфокальный измерительный объем лазерной микроскопии. система. ^[9] Первые привели к анализу распределений и моментов флуоресцентных сигналов для извлечения молекулярной информации ^[10]^[11], который в конечном итоге стал набором методов, известных как анализ яркости . См. Обзор этого периода в Thompson (1991) ^[12] .

Начиная с 1993 г. ^[13], ряд усовершенствований в методах измерения - особенно с использованием конфокальной микроскопии, а затем двухфотонной микроскопии - для лучшего определения измеряемого объема и подавления фона - значительно улучшил отношение сигнал / шум и позволил однократно чувствительность молекул. ^[14]^[15] С тех пор интерес к FCS возобновился, и по состоянию на август 2007 года в Web of Science было опубликовано более 3000 статей с использованием FCS. См. Кричевский и Бонне ^[16].для обзора. Кроме того, наблюдается шквал активности, расширяющей FCS различными способами, например, на лазерное сканирование и конфокальную микроскопию с вращающимся диском (из стационарных одноточечных измерений) с использованием кросс-корреляции (FCCS) между двумя флуоресцентными каналами вместо автокорреляции, а также при использовании передачи энергии резонанса Фёрстера (FRET) вместо флуоресценции.

Типичная настройка FCS [ править ]

Типичная настройка FCS

Типичная установка FCS состоит из лазерной линии (с длинами волн обычно от 405 до 633 нм ( непрерывный ) и от 690 до 1100 нм (импульсный)), которая отражается в объектив микроскопа дихроичным зеркалом. Луч лазера фокусируется в образце, который содержит флуоресцентные частицы (молекулы) в таком большом разбавлении, что лишь некоторые из них находятся в фокусном пятне (обычно 1–100 молекул в одной флаконе). Когда частицы пересекают фокусный объем, они флуоресцируют. Этот свет собирается тем же объективом, и, поскольку он смещен в красную область относительно возбуждающего света, он проходит через дихроичное зеркало, достигая детектора, обычно фотоумножителя , лавинного фотодиодного детектора или однофотонного детектора на сверхпроводящей нанопроволоке.. Результирующий электронный сигнал может быть сохранен либо непосредственно как график зависимости интенсивности от времени для последующего анализа, либо вычислен для непосредственного генерирования автокорреляции (для чего требуются специальные карты сбора данных). Кривая FCS сама по себе представляет только временной спектр. Отсюда следует делать выводы о физических явлениях с помощью соответствующих моделей. Интересующие параметры находятся после подгонки автокорреляционной кривой к смоделированным функциональным формам. ^[17]

Объем измерения [ править ]

Объем измерения представляет собой свертку геометрии освещения (возбуждения) и детектирования, которая является результатом задействованных оптических элементов. Результирующий объем математически описывается функцией рассеяния точки (или PSF), по сути, это изображение точечного источника. PSF часто описывают как эллипсоид (с нечеткими границами) с диаметром фокуса в несколько сотен нанометров и почти одним микрометром вдоль оптической оси. Форма значительно варьируется (и оказывает большое влияние на получаемые кривые FCS) в зависимости от качества оптических элементов (крайне важно избежать астигматизма и проверить реальную форму PSF на приборе). В случае конфокальной микроскопии и для небольших отверстий (около одной единицы Эйри) PSF хорошо аппроксимируется гауссианами:

{\ displaystyle PSF (r, z) = I_ {0} e ^ {- 2r ^ {2} / \ omega _ {xy} ^ {2}} e ^ {- 2z ^ {2} / \ omega _ {z } ^ {2}}}

где - пиковая интенсивность, r и z - радиальное и осевое положение, и - радиальный и осевой радиусы, и . Эта гауссова форма используется при выводе функциональной формы автокорреляции. ${\ displaystyle I_ {0}}$ ${\ displaystyle \ omega _ {xy}}$ ${\ displaystyle \ omega _ {z}}$ ${\ displaystyle \ omega _ {z}> \ omega _ {xy}}$

Обычно составляет 200–300 нм и в 2–6 раз больше. ^[18] Одним из распространенных способов калибровки параметров измеряемого объема является выполнение FCS для веществ с известным коэффициентом диффузии и концентрацией (см. Ниже). Коэффициенты диффузии обычных флуорофоров в воде приведены в следующем разделе. ${\ displaystyle \ omega _ {xy}}$ ${\ displaystyle \ omega _ {z}}$

Гауссово приближение работает в различной степени в зависимости от оптических деталей, и иногда могут применяться поправки, чтобы компенсировать ошибки в приближении. ^[19]

Функция автокорреляции [ править ]

Необработанные данные FCS и коррелированные данные.

(Временная) автокорреляционная функция - это корреляция временного ряда с самим собой, смещенным во времени , как функция : ${\ Displaystyle \ тау}$ ${\ Displaystyle \ тау}$

{\ Displaystyle G (\ tau) = {\ frac {\ langle \ delta I (t) \ delta I (t + \ tau) \ rangle} {\ langle I (t) \ rangle ^ {2}}} = {\ frac {\ langle I (t) I (t + \ tau) \ rangle} {\ langle I (t) \ rangle ^ {2}}} - 1}

где - отклонение от средней интенсивности. Нормализации (знаменатель) здесь является наиболее часто используются для FCS, потому что тогда корреляция в , G (0), относятся к среднему числу частиц в объеме измерения. ${\ displaystyle \ delta I (t) = I (t) - \ langle I (t) \ rangle}$ ${\ Displaystyle \ тау = 0}$

В качестве примера необработанные данные FCS и их автокорреляция для свободно диффундирующего родамина 6G показаны на рисунке справа. На графике вверху показана зависимость интенсивности флуоресценции от времени. Интенсивность колеблется по мере того, как Родамин 6G входит и выходит из фокального объема. На нижнем графике показана автокорреляция тех же данных. Информацию о скорости диффузии и концентрации можно получить с помощью одной из моделей, описанных ниже.

Для гауссова профиля освещения автокорреляционная функция задается общей основной формулой ^[20] ${\ Displaystyle PSF (г, г)}$

{\ Displaystyle G (\ tau) = {\ frac {1} {\ langle N \ rangle}} \ left \ langle \ exp \ left (- {\ frac {\ Delta X (\ tau) ^ {2} + \ Дельта Y (\ tau) ^ {2}} {w_ {xy} ^ {2}}} - {\ frac {\ Delta Z (\ tau) ^ {2}} {w_ {z} ^ {2}}} \ right) \ right \ rangle,}

где вектор обозначает стохастическое смещение флуорофора в пространстве после времени . Выражение справедливо, если среднее количество флуорофоров в фокусном объеме невелико и если темные состояния флуорофора и т. Д. Можно не учитывать. В частности, не было сделано никаких предположений о типе исследуемого диффузионного движения. Формула позволяет интерпретировать как (i) вероятность возврата для малых параметров балки и (ii) функцию создания момента if . $\Delta {\vec {R}}(\tau )=(\Delta X(\tau ),\Delta Y(\tau ),\Delta Z(\tau ))$ $\tau$ $\langle N\rangle$ $G(\tau )$ $w_{xy},w_{z}$ $|\Delta {\vec {R}}(\tau )|^{2}$ $w_{xy},w_{z}$

Интерпретация функции автокорреляции [ править ]

Для извлечения интересующих величин данные автокорреляции могут быть подогнаны, обычно с использованием нелинейного алгоритма наименьших квадратов . Функциональная форма фитинга зависит от типа динамики (и рассматриваемой оптической геометрии).

Нормальная диффузия [ править ]

Коррелированные данные и нормальная модель диффузии

Флуоресцентные частицы, используемые в FCS, имеют небольшие размеры и поэтому в растворе испытывают тепловые движения. Таким образом, простейший эксперимент FCS - это нормальная трехмерная диффузия, для которой автокорреляция равна:

\ G(\tau )=G(0){\frac {1}{(1+(\tau /\tau _{D}))(1+a^{-2}(\tau /\tau _{D}))^{1/2}}}+G(\infty )

где - отношение осевого радиуса к радиальному радиусу измеряемого объема, а - характерное время пребывания. Эта форма была получена с учетом гауссовского измерительного объема. Как правило, подгонка будет иметь три свободных параметра - G (0) , и - из которых могут быть получены коэффициент диффузии и концентрация флуорофора. $a=\omega _{z}/\omega _{xy}$ $e^{-2}$ $\tau _{D}$ $G(\infty )$ $\tau _{D}$

С нормализацией, использованной в предыдущем разделе, G (0) дает среднее количество диффузоров в объеме <N> или, что эквивалентно - со знанием размера объема наблюдения - среднюю концентрацию:

\ G(0)={\frac {1}{\langle N\rangle }}={\frac {1}{V_{\text{eff}}\langle C\rangle }},

где эффективный объем находится путем интегрирования гауссовой формы измерительного объема и определяется как:

\ V_{\text{eff}}=\pi ^{3/2}\omega _{xy}^{2}\omega _{z}.\,

D дает коэффициент диффузии:

\ D=\omega _{xy}^{2}/{4\tau _{D}}.

Аномальная диффузия [ править ]

Если диффундирующим частицам препятствуют препятствия или их толкает сила (молекулярные двигатели, поток и т. Д.), Динамика часто недостаточно хорошо описывается моделью нормальной диффузии, где среднеквадратичное смещение (MSD) линейно растет со временем. Вместо этого диффузию можно лучше описать как аномальную диффузию , при которой временная зависимость MSD нелинейна, как в степенном законе:

\ MSD=6D_{a}t^{\alpha }\,

где - коэффициент аномальной диффузии. «Аномальная диффузия» обычно относится только к этой очень общей модели, а не ко многим другим возможностям, которые можно было бы назвать аномальными. Кроме того, степенной закон, в строгом смысле, является ожидаемой формой только для узкого диапазона строго определенных систем, например, когда распределение препятствий является фрактальным . Тем не менее, степенной закон может быть полезным приближением для более широкого круга систем. $D_{a}$

Автокорреляционная функция FCS для аномальной диффузии:

G(\tau )=G(0){\frac {1}{(1+(\tau /\tau _{D})^{\alpha })(1+a^{-2}(\tau /\tau _{D})^{\alpha })^{1/2}}}+G(\infty ),

где аномальный показатель такой же, как указано выше, и становится свободным параметром при подгонке. $\alpha$

Используя FCS, было показано, что аномальный показатель степени указывает на степень молекулярной скученности (она меньше единицы и меньше для большей степени скученности). ^[21]

Полидисперсная диффузия [ править ]

Если есть диффундирующие частицы с разными размерами (коэффициентами диффузии), обычно используется функция, которая является суммой однокомпонентных форм:

\ G(\tau )=G(0)\sum _{i}{\frac {\alpha _{i}}{(1+(\tau /\tau _{D,i}))(1+a^{-2}(\tau /\tau _{D,i}))^{1/2}}}+G(\infty )

где сумма складывается из числа частиц разных размеров, индексированных i, и дает весовой коэффициент, связанный с квантовым выходом и концентрацией каждого типа. Это вводит новые параметры, что затрудняет подгонку, так как необходимо искать многомерное пространство. Нелинейная аппроксимация методом наименьших квадратов обычно становится нестабильной даже при небольшом количестве s. Более надежной схемой подбора, особенно полезной для полидисперсных образцов, является метод максимальной энтропии. ^[22] $\alpha _{i}$ $\tau _{D,i}$

Распространение с потоком [ править ]

При диффузии вместе с однородным потоком со скоростью в боковом направлении автокорреляция составляет: ^[23] $v$

\ G(\tau )=G(0){\frac {1}{(1+(\tau /\tau _{D}))(1+a^{-2}(\tau /\tau _{D}))^{1/2}}}\times \exp[-(\tau /\tau _{v})^{2}\times {\frac {1}{1+\tau /\tau _{D}}}]+G(\infty )

где - среднее время пребывания при наличии только потока (без диффузии). $\tau _{v}=\omega _{xy}/v$

Химическая релаксация [ править ]

Широкий спектр возможных экспериментов FCS включает химические реакции, которые постоянно отклоняются от равновесия из-за тепловых движений (а затем «расслабляются»). В отличие от диффузии, которая также является релаксационным процессом, флуктуации вызывают изменения между состояниями с разной энергией. Одна очень простая система, показывающая химическую релаксацию, могла бы быть стационарным участком связывания в измерительном объеме, где частицы производят сигнал только при связывании (например, посредством FRET, или если время диффузии намного быстрее, чем интервал выборки). В этом случае автокорреляция:

\ G(\tau )=G(0)\exp(-\tau /\tau _{B})+G(\infty )

куда

\ \tau _{B}=(k_{\text{on}}+k_{\text{off}})^{-1}

- время релаксации и зависит от кинетики реакции (скорости включения и выключения), а также:

G(0)={\frac {1}{\langle N\rangle }}{\frac {k_{on}}{k_{off}}}={\frac {1}{\langle N\rangle }}K

связана с равновесной константой К .

Большинство систем с химической релаксацией также демонстрируют измеримую диффузию, а функция автокорреляции будет зависеть от деталей системы. Если диффузия и химическая реакция разделены, комбинированная автокорреляция является продуктом химической и диффузной автокорреляций.

Коррекция триплетного состояния [ править ]

Вышеуказанные автокорреляции предполагают, что флуктуации не связаны с изменениями флуоресцентных свойств частиц. Однако для большинства (био) органических флуорофоров - например, зеленого флуоресцентного белка , родамина, красителей Cy3 и Alexa Fluor - некоторая часть освещенных частиц возбуждается до триплетного состояния (или других безызлучательных состояний распада), а затем не испускает фотоны за характерное время релаксации . Обычно составляет порядка микросекунд, что обычно меньше интересующей динамики (например, $\tau _{F}$ $\tau _{F}$ $\tau _{D}$ ), но достаточно большой, чтобы его можно было измерить. К автокорреляции добавляется мультипликативный член, чтобы учесть триплетное состояние. Для нормальной диффузии:

\ G(\tau )=G(0){\frac {(1-F+Fe^{-\tau /\tau _{F}})}{(1-F)}}{\frac {1}{(1+(\tau /\tau _{D,i}))(1+a^{-2}(\tau /\tau _{D,i}))^{1/2}}}+G(\infty )

^[24]

где - доля частиц, перешедших в триплетное состояние, - соответствующее время релаксации триплетного состояния. Если интересующая нас динамика намного медленнее, чем релаксация триплетного состояния, кратковременная составляющая автокорреляции может быть просто усечена, и триплетный член не нужен. $\ F$ $\ \tau _{F}$

Обычные флуоресцентные зонды [ править ]

Флуоресцентные частицы, используемые в FCS, обычно представляют собой представляющую интерес биомолекулу, которая была помечена флуорофором (например, с помощью иммуногистохимии ), или «голый» флуорофор, который используется для исследования некоторой представляющей интерес среды (например, цитоскелета клетки). В следующей таблице приведены коэффициенты диффузии некоторых распространенных флуорофоров в воде при комнатной температуре и длины волн их возбуждения.

Флуоресцентный краситель	$\ D$ [10 ⁻¹⁰ м ² с ⁻¹ ]	Т [° C]	Длина волны возбуждения [нм]	Ссылка
Родамин 6G	2,8, 3,0, 4,14 ± 0,05, 4,20 ± 0,06	25	514	^[8]^[25]^[26]^[27]
Родамин 110	2,7		488	^[28]
Тетраметил родамин	2,6		543
Cy3	2,8		543
Cy5	2,5, 3,7 ± 0,15	25	633	^[29]^[30]
карбоксифлуоресцеин	3.2		488
Алекса 488	1,96, 4,35	22,5 ± 0,5	488	^[28]^[31]
Атто 655-малеимид	4,07 ± 0,1	25	663	^[26]
Атто 655-карбоновая кислота	4,26 ± 0,08	25	663	^[26]
2 ', 7'-дифторфлуоресцеин (Oregon Green 488)	4,11 ± 0,06	25	498	^[26]

Варианты FCS [ править ]

FCS почти всегда относится к одноточечным одноканальным измерениям временной автокорреляции, хотя термин «флуоресцентная корреляционная спектроскопия» вне его исторического научного контекста не подразумевает такого ограничения. FCS был расширен различными исследователями в различных вариациях, при этом каждое расширение генерирует другое имя (обычно акроним).

Точечная вариационная корреляционная спектроскопия флуоресценции (svFCS) [ править ]

В то время как FCS - это точечное измерение, обеспечивающее время диффузии в заданном объеме наблюдения, svFCS - это метод, при котором точка наблюдения изменяется для измерения времени диффузии при разных размерах пятна. Связь между временем диффузии и площадью пятна является линейной и может быть нанесена на график, чтобы расшифровать основной вклад удержания. Полученная кривая называется законом диффузии. Этот метод используется в биологии для изучения организации плазматической мембраны живых клеток.

\ \omega _{xy}^{2}=4D\tau _{D}+t_{0}

где - точка пересечения оси y. В случае броуновской диффузии . В случае удержания из - за изолированные домены, тогда как в случае изолированных доменов, . $t_{0}$ $t_{0}=0$ $t_{0}>0$ $t_{0}<0$

Исследования svFCS на живых клетках и моделирование документов ^[32]^[33]^[34]^[35]^[36]

Флуоресцентная корреляционная спектроскопия с контролем объема отбора проб (SVC-FCS): ^[37]

z-сканирование FCS ^[38]

FCS с наноапертурами: преодоление дифракционного барьера ^[39]

STED-FCS: ^[40]

Флуоресцентная кросс-корреляционная спектроскопия ( FCCS ) [ править ]

FCS иногда используется для изучения молекулярных взаимодействий с использованием различий во времени диффузии (например, продукт реакции ассоциации будет больше и, следовательно, иметь большее время диффузии, чем реагенты по отдельности); однако FCS относительно нечувствителен к молекулярной массе, как видно из следующего уравнения, связывающего молекулярную массу со временем диффузии глобулярных частиц (например, белков):

\ \tau _{D}={\frac {3\pi \omega _{xy}^{2}\eta }{2kT}}(M)^{1/3}

где - вязкость образца, а - молекулярная масса флуоресцентных частиц. На практике времена диффузии должны быть достаточно разными - по крайней мере в 1,6 раза - это означает, что молекулярные массы должны отличаться в 4 раза. ^[41] Двухцветная кросс-корреляционная спектроскопия флуоресценции (FCCS) измеряет взаимодействия путем перекрестной корреляции. корреляция двух или более флуоресцентных каналов (по одному каналу для каждого реагента), что позволяет различать взаимодействия более чувствительно, чем FCS, особенно когда изменение массы в реакции невелико. $\ \eta$ $\ M$

Методы анализа яркости [ править ]

Этот набор методов включает количество и яркость (N&B), ^[42] гистограмму счета фотонов (PCH), ^[43] анализ распределения интенсивности флуоресценции (FIDA), ^[44] и кумулянтный анализ. ^[45] и Анализ распределения пространственной интенсивности. ^[46] Также сообщается о сочетании нескольких методов. ^[47]Флуоресцентная кросс-корреляционная спектроскопия преодолевает слабую зависимость скорости диффузии от молекулярной массы, рассматривая многоцветное совпадение. А как насчет гомо-взаимодействий? Решение заключается в анализе яркости. Эти методы используют неоднородность в распределении интенсивности флуоресценции для измерения молекулярной яркости различных видов в образце. Поскольку димеры будут содержать в два раза больше флуоресцентных меток, чем мономеры, их молекулярная яркость будет примерно вдвое больше, чем у мономеров. В результате относительная яркость является чувствительной мерой олигомеризации. Средняя молекулярная яркость ( ) связана с дисперсией ( ) и средней интенсивностью ( ) следующим образом: ^[48] $\langle \epsilon \rangle$ $\sigma ^{2}$ $\langle I\rangle$

\ \langle \varepsilon \rangle ={\frac {\sigma ^{2}-\langle I\rangle }{\langle I\rangle }}=\sum _{i}f_{i}\varepsilon _{i}

Здесь и - соответственно фракционная интенсивность и молекулярная яркость видов . $f_{i}$ $\epsilon _{i}$ $i$

FRET-FCS [ править ]

Другой подход, основанный на FCS, к изучению молекулярных взаимодействий, использует флуоресцентный резонансный перенос энергии (FRET) вместо флуоресценции и называется FRET-FCS. ^[49] В FRET есть два типа датчиков, как и в FCCS; однако существует только один канал, и свет обнаруживается только тогда, когда два зонда находятся очень близко - достаточно близко, чтобы гарантировать взаимодействие. Сигнал FRET слабее, чем при флуоресценции, но имеет то преимущество, что сигнал присутствует только во время реакции (кроме автофлуоресценции ).

Сканирование FCS [ править ]

В сканирующей флуоресцентной корреляционной спектроскопии (sFCS) измерительный объем перемещается по образцу определенным образом. Введение сканирования мотивировано его способностью облегчить или устранить несколько отдельных проблем, часто встречающихся в стандартной FCS, и, таким образом, расширить диапазон применимости методов корреляции флуоресценции в биологических системах. ^[50]

Некоторые варианты FCS применимы только к серийным сканирующим лазерным микроскопам. Спектроскопия корреляции изображений и ее вариации были реализованы на сканирующем конфокальном или сканирующем двухфотонном микроскопе, но были перенесены на другие микроскопы, такие как конфокальный микроскоп с вращающимся диском. Raster ICS (RICS), ^[51] и позиционно-чувствительная FCS (PSFCS) ^[52] включают в анализ временную задержку между частями сканирования изображения. Кроме того, низкоразмерное сканирование (например, круговое кольцо) ^[53] - возможно только в системе сканирования - может иметь доступ к временным шкалам между измерениями отдельной точки и полным изображением. Путь сканирования также адаптирован для отслеживания частиц. ^[54]

Вращающийся диск FCS и пространственное отображение [ править ]

Любой из методов корреляционной спектроскопии изображений также может быть выполнен на конфокальном микроскопе с вращающимся диском, который на практике может получать более высокие скорости визуализации по сравнению с лазерным сканирующим конфокальным микроскопом. Этот подход недавно был применен к диффузии в пространственно изменяющейся сложной среде, создав карту разрешения пикселей для коэффициента диффузии. ^[55] Пространственное отображение диффузии с FCS было впоследствии распространено на систему TIRF. ^[56] Пространственное отображение динамики с использованием методов корреляции применялось и раньше, но только в разреженных точках ^[57] или с грубым разрешением. ^[58]

Корреляционная спектроскопия изображений (ICS) [ править ]

Когда движение является медленным (в биологии, например, диффузия в мембране), получение адекватной статистики из одноточечного эксперимента FCS может занять непомерно много времени. Больше данных можно получить, выполнив эксперимент в нескольких пространственных точках параллельно с использованием конфокального лазерного сканирующего микроскопа. Этот подход получил название спектроскопии корреляции изображений (ICS). ^[59] Затем измерения можно усреднить вместе.

Другой вариант ICS выполняет пространственную автокорреляцию изображений, которая дает информацию о концентрации частиц. ^[60] Затем корреляция усредняется по времени. Хотя белый шум камеры не автокоррелирован во времени, он происходит в пространстве - это создает амплитуду белого шума в функции пространственной автокорреляции, которую необходимо учитывать при подборе амплитуды автокорреляции, чтобы найти концентрацию флуоресцентных молекул.

Естественным продолжением версий временной и пространственной корреляции является пространственно-временная ICS (STICS). ^[58] В STICS нет явного усреднения по пространству или времени (только усреднение, присущее корреляции). В системах с неизотропным движением (например, направленный поток, асимметричная диффузия) STICS может извлекать информацию о направлении. Вариант, который тесно связан со STICS (преобразованием Фурье), - это k- пространственная корреляционная спектроскопия изображений (kICS). ^[61]

Существуют также кросс-корреляционные версии ICS, которые могут определять концентрацию, распределение и динамику совместно локализованных флуоресцентных молекул. ^[59] Молекулы считаются совместно локализованными, когда отдельные вклады флуоресценции неразличимы из-за перекрывающихся функций разброса точек интенсивности флуоресценции.

Корреляционная спектроскопия изображения частиц (PICS) ^[62] [ править ]

PICS - это мощный инструмент анализа, который разрешает корреляции на нанометровой длине и в миллисекундной шкале времени. Адаптированный из методов пространственно-временной корреляционной спектроскопии изображений ^[58], он использует высокую позиционную точность слежения за одиночными частицами. Хотя традиционные методы отслеживания не работают, если пересекаются траектории множества частиц, этот метод в принципе работает для сколь угодно больших плотностей молекул и динамических параметров (например, коэффициентов диффузии, скоростей), пока можно идентифицировать отдельные молекулы. Это дешево и надежно в вычислительном отношении и позволяет идентифицировать и количественно оценивать движения (например, диффузию, активный перенос, ограниченную диффузию) внутри ансамбля частиц без каких-либо априорных знаний о динамике.

Расширение кросс-корреляционной спектроскопии изображений частиц (PICCS) доступно для биологических процессов, в которых участвуют несколько партнеров по взаимодействию, что можно наблюдать с помощью двухцветной микроскопии. ^[63]

FCS Оптическая флуктуационная визуализация сверхвысокого разрешения (fcsSOFI) [ править ]

Визуализация оптических флуктуаций сверхвысокого разрешения (SOFI) - это метод сверхвысокого разрешения, который обеспечивает пространственное разрешение ниже дифракционного предела путем анализа постобработки с корреляционными уравнениями, аналогичного FCS. В то время как в первоначальных отчетах SOFI использовались колебания от стационарного мигания флуорофоров, FCS был объединен с SOFI, где колебания производятся от рассеивающих зондов для создания пространственных карт сверхвысокого разрешения коэффициентов диффузии. ^[64] Это было применено для понимания диффузии и пространственных свойств пористых и ограниченных материалов. Это включает агарозу ^[64] и термочувствительные гидрогели PNIPAM, ^[65] жидкие кристаллы ^[64], а также полимеры с разделением фаз и конденсаты РНК / белка.^[66]

Полное внутреннее отражение FCS [ править ]

Флуоресценция с полным внутренним отражением (TIRF) - это метод микроскопии, который чувствителен только к тонкому слою около поверхности покровного стекла, что значительно снижает фоновую флуоресценцию. FCS была расширена до микроскопов этого типа и получила название TIR-FCS. ^[67] Поскольку интенсивность флуоресценции в TIRF экспоненциально спадает с расстоянием от покровного стекла (а не по Гауссу с конфокальной), автокорреляционная функция отличается.

Визуализация FCS с использованием световой флуоресцентной микроскопии [ править ]

Световая флуоресцентная микроскопия или микроскопия с селективным отображением плоскости (SPIM) использует освещение, которое осуществляется перпендикулярно направлению наблюдения, с помощью тонкого листа (лазерного) света. При определенных условиях этот принцип освещения может быть объединен с флуоресцентной корреляционной спектроскопией, чтобы обеспечить пространственно разрешенное отображение подвижности и взаимодействий флуоресцирующих частиц, таких как меченные GFP белки, внутри живых биологических образцов. ^[68]

Другие флуоресцентные динамические подходы [ править ]

Есть две основные некорреляционные альтернативы FCS, которые широко используются для изучения динамики флуоресцентных видов.

Восстановление флуоресценции после фотообесцвечивания (FRAP) [ править ]

В FRAP, область кратковременно подвергается воздействию интенсивного света, необратимого фотообесцвечивания флуорофоров, и визуализируется восстановление флуоресценции за счет диффузии соседних (неотбеленных) флуорофоров. Основным преимуществом FRAP перед FCS является простота интерпретации качественных экспериментов, распространенных в клеточной биологии. Различия между линиями клеток или участками клетки или до и после применения лекарства часто можно охарактеризовать простым просмотром фильмов. Эксперименты FCS требуют определенного уровня обработки и более чувствительны к потенциально мешающим влияниям, таким как: вращательная диффузия, вибрации, фотообесцвечивание, зависимость от освещения и цвета флуоресценции, неадекватная статистика и т. Д. В FRAP намного проще изменить объем измерения, что позволяет больший контроль. На практике объемы обычно больше, чем в FCS.Хотя эксперименты с FRAP обычно более качественные, некоторые исследователи изучают FRAP количественно, включая динамику связывания.^[69] Недостатком FRAP в клеточной биологии является возмущение клетки свободными радикалами, вызванное фотообесцвечиванием. Он также менее универсален, поскольку не может измерять концентрацию, вращательную диффузию или совместную локализацию. FRAP требует значительно более высокой концентрации флуорофоров, чем FCS.

Отслеживание частиц [ править ]

При отслеживании частиц измеряются траектории набора частиц, обычно путем применения алгоритмов отслеживания частиц к фильмам. [1] Отслеживание частиц имеет то преимущество, что вся динамическая информация сохраняется в измерениях, в отличие от FCS, где корреляция усредняет динамику до единой плавной кривой. Преимущество очевидно в системах, показывающих сложную диффузию, где прямое вычисление среднеквадратичного смещения позволяет прямое сравнение с нормальной или степенной диффузией. Чтобы применить отслеживание частиц, частицы должны быть различимы и, следовательно, иметь более низкую концентрацию, чем требуется для FCS. Кроме того, отслеживание частиц более чувствительно к шуму, который иногда может непредсказуемо влиять на результаты.

Двух- и трехфотонное возбуждение FCS [ править ]

Использование двухфотонного или трехфотонного возбуждения FCS дает несколько преимуществ как с точки зрения пространственного разрешения, так и с точки зрения минимизации фотоповреждений / фотообесцвечивания органических и / или биологических образцов. ^[70]^[71]^[72]^[73]^[74]

На Викискладе есть материалы, связанные с корреляционной флуоресцентной спектроскопией .

См. Также [ править ]

Конфокальная микроскопия
Флуоресцентная кросс-корреляционная спектроскопия (FCCS)
Фёрстеровский резонансный перенос энергии (FRET)
Динамическое рассеяние света
Коэффициент диффузии

Ссылки [ править ]

Перейти ↑ Chen, H., Farkas, E., & Webb, W. (2008). Применение флуоресцентной корреляционной спектроскопии in vivo. Биофизические инструменты для биологов, Том 2: Методы in vivo, 89, 3- +.
^ Kwapiszewska, K .; Szczepański, K .; Kalwarczyk, T .; Michalska, B .; Patalas-Krawczyk, P .; Szymański, J .; Андрышевский, Т .; Iwan, M .; Duszyński, J .; Холист, Р. (2020). «Наноразмерная вязкость цитоплазмы сохраняется в линиях клеток человека» . J. Phys. Chem. Lett . 11 (16): 6914–6920. DOI : 10.1021 / acs.jpclett.0c01748 . PMC 7450658 . PMID 32787203 .
^ Квапишевская, Карина; Кальварчик, Томаш; Михальская, Бернадета; Щепаньски, Кшиштоф; Шиманский, Енджей; Паталас-Кравчик, Паулина; Андрышевский, Томаш; Иван, Михалина; Душинский, Ежи; Холист, Роберт (2019). «Определение состояния олигомеризации белка Drp1 в живых клетках при наномолярных концентрациях» . Научные отчеты . 9 (1): 5906. DOI : 10.1038 / s41598-019-42418-0 . PMC 6459820 . PMID 30976093 .
^ Квапишевская, Карина; Кальварчик, Томаш; Михальская, Бернадета; Щепаньски, Кшиштоф; Шиманский, Енджей; Паталас-Кравчик, Паулина; Андрышевский, Томаш; Иван, Михалина; Душинский, Ежи; Холист, Роберт (2019). «Определение состояния олигомеризации белка Drp1 в живых клетках при наномолярных концентрациях» . Научные отчеты . 9 (1): 5906. DOI : 10.1038 / s41598-019-42418-0 . PMID 30976093 .
^ Magde, D .; Elson, EL; Уэбб, WW (1972). «Термодинамические флуктуации в реагирующей системе: Измерение методом флуоресцентной корреляционной спектроскопии». Phys Rev Lett . 29 (11): 705–708. Bibcode : 1972PhRvL..29..705M . DOI : 10.1103 / physrevlett.29.705 .
^ Эренберг, М .; Риглер, Р. (1974). «Вращательное броуновское движение и флуктуации интенсивности флуоресценции». Chem Phys . 4 (3): 390–401. Bibcode : 1974CP ...... 4..390E . DOI : 10.1016 / 0301-0104 (74) 85005-6 .
^ Элсон, EL; Магде, Д. "Флуоресцентная корреляционная спектроскопия I. Концептуальные основы и теория (1974)". Биополимеры . 13 : 1-27. DOI : 10.1002 / bip.1974.360130102 . S2CID 97201376 .
^ a b Magde, D .; Elson, EL; Уэбб, WW (1974). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия II. Экспериментальная реализация». Биополимеры . 13 (1): 29–61. DOI : 10.1002 / bip.1974.360130103 . PMID 4818131 . S2CID 2832069 .
^ Цянь, H .; Элсон, EL (1991). «Анализ конфокальной оптики лазерного микроскопа для трехмерной флуоресцентной корреляционной спектроскопии». Прикладная оптика . 30 (10): 1185–1195. DOI : 10,1364 / AO.30.001185 .
^ Палмер, AG; Томпсон, Н.Л. (1989). «Анализ флуоресценции высокого порядка модельных кластеров белка» . Proc Natl Acad Sci USA . 86 (16): 6148–6152. DOI : 10.1073 / pnas.86.16.6148 .
^ Цянь, H .; Элсон, EL (1990). «Распределение молекулярной агрегации по анализу моментов колебаний» . Proc Natl Acad Sci USA . 87 (14): 5479–5483. DOI : 10.1073 / pnas.87.14.5479 .
^ Thompson NL 1991 Темы флуоресцентной спектроскопии Techniques том 1, изд JR Lakowicz (НьюЙорк: Plenum) стр 337-78
^ Rigler, R, Ü. Mets1, J. Widengren и P. Kask. "Флуоресцентная корреляционная спектроскопия с высокой скоростью счета и низким фоном: анализ поступательной диффузии. European Biophysics Journal (1993) 22 (3), 159.
^ Эйген, М .; Риглер, М. (1994). «Сортировка одиночных молекул: приложение к диагностике и эволюционной биотехнологии» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 91 (13): 5740–5747. Bibcode : 1994PNAS ... 91.5740E . DOI : 10.1073 / pnas.91.13.5740 . PMC 44073 . PMID 7517036 .
^ Rigler, M (1995). «Корреляции флуоресценции, обнаружение одиночных молекул и скрининг большого числа. Приложения в биотехнологии». J. Biotechnol . 41 (2–3): 177–186. DOI : 10.1016 / 0168-1656 (95) 00054-т . PMID 7544589 .
^ Кричевский, О .; Бонне, Г. (2002). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия: методика и ее приложения». Rep. Prog. Phys . 65 (2): 251–297. Bibcode : 2002RPPh ... 65..251K . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 65/2/203 . S2CID 49429529 .
^ Медина, Массачусетс; Швилл, П. (2002). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия для обнаружения и изучения одиночных молекул в биологии». BioEssays . 24 (8): 758–764. DOI : 10.1002 / bies.10118 . PMID 12210537 . S2CID 3860264 .
^ Майборода, О.А.; van Remoortere, A .; Танке, HJ; Хокке, Швейцария; Дилдер, AM (2003). «Новый подход к иммуноанализу на основе флуоресцентной корреляционной спектроскопии (FCS)». J. Biotechnol . 107 (2): 185–192. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2003.10.007 . PMID 14711501 .
^ Гесс, ST; Уэбб, WW (2002). «Оптика фокусного объема и экспериментальные артефакты в конфокальной флуоресцентной корреляционной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 83 (4): 2300–2317. Bibcode : 2002BpJ .... 83.2300H . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (02) 73990-8 . PMC 1302318 . PMID 12324447 .
^ Höfling, F .; Бамберг, К.-У. И Франош Т. (2011). «Аномальный перенос разрешен в пространстве и времени с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии». Мягкая материя . 7 (4): 1358–1363. arXiv : 1003,3762 . Bibcode : 2011SMat .... 7.1358H . DOI : 10.1039 / C0SM00718H . S2CID 18905838 .
^ Банки, DS; Фрадин, К. (2005). «Аномальная диффузия белков из-за молекулярного скопления» . Биофиз. Дж . 89 (5): 2960–2971. Bibcode : 2005BpJ .... 89.2960B . DOI : 10.1529 / biophysj.104.051078 . PMC 1366794 . PMID 16113107 .
^ Сенгупта, P .; Garai, K .; Balaji, J .; Periasamy, N .; Маити, С. (2003). "Измерение распределения размеров в высокогетерогенных системах с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии" . Биофиз. Дж . 84 (3): 1977–1984. Bibcode : 2003BpJ .... 84.1977S . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (03) 75006-1 . PMC 1302767 . PMID 12609900 .
^ Kohler, RH; Schwille, P .; Уэбб, WW; Хэнсон, MR (2000). «Активный транспорт белка через пластидные канальцы: скорость, определенная количественно с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии». J Cell Sci . 113 (22): 3921–3930.
^ Widengren, J .; Mets; Риглер, Р. (1995). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия триплетных состояний в растворе: теоретическое и экспериментальное исследование». J. Chem. Phys . 99 (36): 13368–13379. DOI : 10.1021 / j100036a009 .
^ Берляндский, KM (2004). «Обнаружение конкретных последовательностей ДНК с помощью двухцветной двухфотонной корреляционной спектроскопии флуоресценции». J. Biotechnol . 108 (2): 127–136. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2003.11.006 . PMID 15129721 .
^ а б в г Мюллер, CB; Loman, A .; Пачеко, В .; Коберлинг, Ф .; Willbold, D .; Richtering, W .; Эндерлейн, Дж. (2008). «Точное измерение диффузии с помощью многоцветной двухфокусной корреляционной флуоресцентной спектроскопии». EPL . 83 (4): 46001. Bibcode : 2008EL ..... 8346001M . DOI : 10.1209 / 0295-5075 / 83/46001 .
^ Ван, Ф .; Shi, Y .; Luo, S .; Chen, Y .; Чжао, Дж. (2012). «Конформационный переход одиночных цепей поли (N-изопропилакриламида) в процессе его консистентности: исследование методом флуоресцентной корреляционной спектроскопии и масштабного анализа. (2012)» . Макромолекулы . 45 (22): 9196–9204. Bibcode : 2012MaMol..45.9196W . DOI : 10.1021 / ma301780f .
^ a b Pristinski, D .; Козловская, В .; Сухишвили, С.А. (2005). «Исследование диффузии слабого полиэлектролита в водных растворах с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии». J. Chem. Phys . 122 (1): 014907. Bibcode : 2005JChPh.122a4907P . DOI : 10.1063 / 1.1829255 . PMID 15638700 .
^ Widengren, J .; Швилл, П. (2000). «Характеристика фотоиндуцированной изомеризации и обратной изомеризации цианинового красителя Cy5 с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии. (2000)». J. Phys. Chem. . 104 (27): 6416–6428. Bibcode : 2000JPCA..104.6416W . DOI : 10.1021 / jp000059s .
^ Ломан, А .; Dertinger, T .; Коберлинг, Ф .; Эндерлейн, Дж. (2008). «Сравнение эффектов оптического насыщения в традиционной и двухфокусной корреляционной флуоресцентной спектроскопии (2008)». Chem. Phys. Lett . 459 (1): 18–21. Bibcode : 2008CPL ... 459 ... 18л . DOI : 10.1016 / j.cplett.2008.05.018 .
^ Петраек; Швилл, П. (2008). «Точное измерение коэффициентов диффузии с использованием сканирующей флуоресцентной корреляционной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 94 (4): 1437–1448. Bibcode : 2008BpJ .... 94.1437P . DOI : 10.1529 / biophysj.107.108811 . PMC 2212689 . PMID 17933881 .
^ Wawrezinieck et al. (2005) Биофиз Дж.
^ Lenne et al. (2006) EMBO J.
^ Guia et al. (2011) Научный сигнал.
^ Ruprecht et al. (2011) Биофиз Дж.
^ Billaudeau et al. (2013) Методы в энзимологии
^ Масуда и др. (2005) Биофиз Дж.
^ Humpolıckova et al. (2006) Биофиз Дж.
^ Венгер и др. (2007) Биофиз Дж.
^ Eggeling et al. (2009) Природа
^ Meseth, U .; Wohland, T .; Rigler, R .; Фогель, Х. (1999). «Разрешение измерений корреляции флуоресценции. (1999)» . Биофиз. Дж . 76 (3): 1619–1631. Bibcode : 1999BpJ .... 76.1619M . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (99) 77321-2 . PMC 1300138 . PMID 10049342 .
^ Дигман, Массачусетс; Dalal, R .; Хорвиц, AF; Граттон, Э. (2008). «Отображение количества молекул и яркости в лазерном сканирующем микроскопе» . Биофиз. Дж . 94 (6): 2320–2332. Bibcode : 2008BpJ .... 94.2320D . DOI : 10.1529 / biophysj.107.114645 . PMC 2257897 . PMID 18096627 .
^ Chen, Y .; Мюллер, JD; Итак, PTC; Граттон, Э. (1999). «Гистограмма счета фотонов в флуоресцентной флуктуационной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 77 (1): 553–567. Bibcode : 1999BpJ .... 77..553C . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (99) 76912-2 . PMC 1300352 . PMID 10388780 .
^ Kask, P .; Пало, К .; Ullmann, D .; Галл, К. (1999). «Анализ распределения интенсивности флуоресценции и его применение в технологии биомолекулярного обнаружения» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 96 (24): 13756–13761. Bibcode : 1999PNAS ... 9613756K . DOI : 10.1073 / pnas.96.24.13756 . PMC 24137 . PMID 10570145 .
Перейти ↑ Müller, JD (2004). «Кумулянтный анализ в флуоресцентной флуктуационной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 86 (6): 3981–3992. Bibcode : 2004BpJ .... 86.3981M . DOI : 10.1529 / biophysj.103.037887 . PMC 1304299 . PMID 15189894 .
↑ Годен, Антуан (26 апреля 2011 г.). «Выявление белковой олигомеризации и плотности in situ с использованием анализа пространственного распределения интенсивности». PNAS . 108 (17): 7010–7015. DOI : 10.1073 / pnas.1018658108 .
^ Içbilir Али (2021). «Определение олигомеризации рецепторов, связанных с G-белком, анализом молекулярной яркости в отдельных клетках». Протоколы природы : 1–36. DOI : 10.1038 / s41596-020-00458-1 .
^ Цянь, H .; Элсон, EL (1990). «Об анализе моментов высших порядков флуктуаций флуоресценции» . Биофиз. Дж . 57 (2): 375–380. Bibcode : 1990BpJ .... 57..375Q . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (90) 82539-X . PMC 1280678 . PMID 2317556 .
^ Remaut, K .; Лукас, Б .; Braeckmans, K .; Сандерс, штат Нью-Йорк; Smedt, SC De; Демейстер, Дж. (2005). «FRET-FCS как инструмент для оценки стабильности олигонуклеотидных препаратов после внутриклеточной доставки». J Control Rel . 103 (1): 259–271. DOI : 10.1016 / j.jconrel.2004.11.019 . PMID 15710516 .
^ Машаги, А .; и другие. (2008). «Характеристика динамики белков в асимметричном делении клеток с помощью сканирующей флуоресцентной корреляционной спектроскопии» . Биофизический журнал . 95 (11): 5476–5486. Bibcode : 2008BpJ .... 95.5476P . DOI : 10.1529 / biophysj.108.135152 . PMC 2586573 . PMID 18805921 .
^ Дигман, Массачусетс; Sengupta, P .; Wiseman, PW; Коричневый, см; Хорвиц, Арканзас; Граттон, Э. (2005). "Флуктуационная корреляционная спектроскопия с помощью лазерного сканирующего микроскопа: использование скрытой временной структуры" . Биофиз. Дж . 88 (5): L33–36. Bibcode : 2005BpJ .... 88L..33D . DOI : 10.1529 / biophysj.105.061788 . PMC 1305524 . PMID 15792971 .
^ Скиннер, JP; Chen, Y .; Мюллер, JD (2005). "Позиционно-чувствительная сканирующая флуоресцентная корреляционная спектроскопия" . Биофиз. Дж . 89 (2): 1288–1301. Bibcode : 2005BpJ .... 89.1288S . DOI : 10.1529 / biophysj.105.060749 . PMC 1366613 . PMID 15894645 .
^ Ruan, Q .; Ченг, Массачусетс; Леви, М .; Gratton, E .; Мантулин В.В. (2004). «Пространственно-временные исследования динамики мембран: сканирующая флуоресцентная корреляционная спектроскопия (SFCS)» . Биофиз. Дж . 87 (2): 1260–1267. Bibcode : 2004BpJ .... 87.1260R . DOI : 10.1529 / biophysj.103.036483 . PMC 1304464 . PMID 15298928 .
^ Berglund, A .; Мабучи, Х. (2005). "Tracking-FCS: флуоресцентная корреляционная спектроскопия отдельных частиц" (PDF) . Опт. Экспресс . 13 (20): 8069–8082. Bibcode : 2005OExpr..13.8069B . DOI : 10.1364 / opex.13.008069 . PMID 19498837 .
^ Сисан, DR; Arevalo, R .; Graves, C .; McAllister, R .; Урбах, JS (2006). «Пространственно разрешенная флуоресцентная корреляционная спектроскопия с использованием конфокального микроскопа с вращающимся диском» . Биофизический журнал . 91 (11): 4241–4252. Bibcode : 2006BpJ .... 91.4241S . DOI : 10.1529 / biophysj.106.084251 . PMC 1635679 . PMID 16950838 .
^ Каннан, B .; Guo, L .; Sudhaharan, T .; Ахмед, S .; Маруяма, I .; Wohland, T. (2007). «Пространственно разрешенная флуоресцентная корреляционная микроскопия полного внутреннего отражения с использованием камеры электронного умножителя с зарядовой связью» . Аналитическая химия . 79 (12): 4463–4470. DOI : 10.1021 / ac0624546 . PMID 17489557 .
^ Wachsmuth, M .; Waldeck, W .; Ланговски, Дж. (2000). «Аномальная диффузия флуоресцентных зондов внутри ядер живых клеток исследована с помощью пространственно разрешенной корреляционной флуоресцентной спектроскопии». J. Mol. Биол . 298 (4): 677–689. DOI : 10.1006 / jmbi.2000.3692 . PMID 10788329 . S2CID 21791229 .
^ a b c Hebert, B .; Константино, С .; Wiseman, PW (2005). «Пространственно-временная корреляционная спектроскопия изображений (STICS): теория, проверка и применение для картирования скорости белка в живых клетках CHO» . Биофиз. Дж . 88 (5): 3601–3614. Bibcode : 2005BpJ .... 88.3601H . DOI : 10.1529 / biophysj.104.054874 . PMC 1305507 . PMID 15722439 .
^ a b Wiseman, PW; Squier, JA; Эллисман, MH; Уилсон, KR (2000). «Двухфотонная корреляционная спектроскопия изображения с высокой скоростью изображения (ICS) и кросс-корреляционная спектроскопия изображений (ICCS)». J. Microsc . 200 (Pt 1): 14–25. DOI : 10.1046 / j.1365-2818.2000.00736.x . PMID 11012824 . S2CID 6554931 .
^ Петерсен, НЕТ; Wiseman, PW; Seger, O .; Магнуссон, KE (1993). «Количественное определение распределения мембранных рецепторов методом корреляционной спектроскопии изображений: понятие и применение» . Биофиз. Дж . 65 (3): 1135–1146. Bibcode : 1993BpJ .... 65.1135P . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (93) 81173-1 . PMC 1225831 . PMID 8241393 .
^ Колин, DL; Ronis, D .; Wiseman, PW (2006). " Спектроскопия корреляции k- космических изображений: метод точных измерений переноса, не зависящий от фотофизики флуорофоров" . Биофиз. Дж . 91 (8): 3061–3075. Bibcode : 2006BpJ .... 91.3061K . DOI : 10.1529 / biophysj.106.082768 . PMC 1578478 . PMID 16861272 .
^ Semrau, S .; Шмидт, Т. (2007). «Спектроскопия корреляции изображений частиц (PICS): получение корреляций в нанометровом масштабе из данных о положении одной молекулы с высокой плотностью» . Биофиз. Дж . 92 (2): 613–621. Bibcode : 2007BpJ .... 92..613S . DOI : 10.1529 / biophysj.106.092577 . PMC 1751376 . PMID 17085496 .
^ Semrau, S .; Holtzer, L .; Gonzalez-Gaitan, M .; Шмидт, Т. (2011). «Количественная оценка биологических взаимодействий с помощью кросс-корреляционной спектроскопии изображения частиц (PICCS)» . Биофиз. Дж . 100 (7): 1810–1818. Bibcode : 2011BpJ ... 100.1810S . DOI : 10.1016 / j.bpj.2010.12.3746 . PMC 3072609 . PMID 21463595 .
^ a b c > Кислей, Л .; Higgins, D .; Weiss, S .; Ландес, CF (2015). «Определение характеристик пористых материалов с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии с оптической флуктуационной визуализацией сверхвысокого разрешения» . ACS Nano . 9 (9): 9158–9166. DOI : 10.1021 / acsnano.5b03430 . PMID 26235127 .
^ Датта, C .; Бишоп, LDC; Ландес, CF (2020). «Визуализация переключаемых взаимодействий белков с активной пористой полимерной подложкой». J. Phys. Chem. B . 124 (22): 4412–4420. DOI : 10.1021 / acs.jpcb.0c01807 . PMID 32441098 .
^ Shayegan, M .; Michnick, SW; Лесли, SL (2019). "Исследование неоднородной диффузии в микросредах полимеров с разделенными фазами при ограничении". Варенье. Chem. Soc . 141 (19): 7751–7757. DOI : 10.1021 / jacs.8b13349 . PMID 31017394 .
^ Lieto, AM; Томпсон, Н.Л. (2004). «Полное внутреннее отражение с флуоресцентной корреляционной спектроскопией: нефлуоресцентные конкуренты» . Биофиз. Дж . 87 (2): 1268–1278. Bibcode : 2004BpJ .... 87.1268L . DOI : 10.1529 / biophysj.103.035030 . PMC 1304465 . PMID 15298929 .
^ Capoulade, J .; Wachsmuth, M .; Hufnagel, L .; Кноп, М. (сентябрь 2011 г.). «Количественная флуоресцентная визуализация диффузии и взаимодействия белков в живых клетках». Природа Биотехнологии . 29 (9): 835–839. DOI : 10.1038 / nbt.1928 . PMID 21822256 . S2CID 10493584 .
^ Sprague, BL; МакНелли, Дж. Г. (2005). «FRAP-анализ связывания: правильный и подходящий». Тенденции в клеточной биологии . 15 (2): 84–91. DOI : 10.1016 / j.tcb.2004.12.001 . PMID 15695095 .
^ Диаспро, А .; Робелло, М. (1999). «Микроскопия с многофотонным возбуждением для изучения биосистем». Европейская микроскопия и анализ . 5 : 5–7.
^ Багатолли, Луизиана; Граттон, Э. (2000). «Двухфотонная флуоресцентная микроскопия сосуществующих липидных доменов в гигантских однослойных везикулах бинарных смесей фосфолипидов» . Biophys J . 78 (1): 290–305. Bibcode : 2000BpJ .... 78..290B . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (00) 76592-1 . PMC 1300637 . PMID 10620293 .
^ Schwille, P .; Haupts, U .; Maiti, S .; Уэбб, W. (1999). «Молекулярная динамика в живых клетках, наблюдаемая с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии с одно- и двухфотонным возбуждением» . Биофизический журнал . 77 (10): 2251–2265. Bibcode : 1999BpJ .... 77.2251S . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (99) 77065-7 . PMC 1300505 . PMID 10512844 .
^ Микроспектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне, флуоресцентная микроскопия, инфракрасная химическая визуализация и ядерно-магнитно-резонансный анализ высокого разрешения семян сои, соматических зародышей и отдельных клеток., Baianu, IC et al. 2004 г., в области добычи и анализа нефти. , Д. Лутрия, редактор, стр. 241–273, AOCS Press., Шампейн, Иллинойс.
^ Обнаружение единичных раковых клеток с помощью ближней инфракрасной микроскопии, инфракрасной химической визуализации и флуоресцентной микроскопии, 2004 г. IC Baianu, D. Costescu, NE Hofmann и SS Korban, q-bio / 0407006 (июль 2004 г.)

Дальнейшее чтение [ править ]

Риглер Р. и Виденгрен Дж. (1990). Сверхчувствительное обнаружение одиночных молекул с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии, BioScience (Ed. Klinge & Owman) с. 180
Oehlenschläger, F .; Schwille, P .; Эйген, М. (1996). «Обнаружение РНК ВИЧ-1 путем амплификации на основе последовательностей нуклеиновых кислот в сочетании с флуоресцентной корреляционной спектроскопией» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 93 (23): 12811–12816. Bibcode : 1996PNAS ... 9312811O . DOI : 10.1073 / pnas.93.23.12811 . PMC 24002 . PMID 8917501 .

Внешние ссылки [ править ]

Хаустейн, Эльке; Швилле, Петра (2004). «Спектроскопические методы одиночных молекул». Текущее мнение в структурной биологии . 14 (5): 531–540. DOI : 10.1016 / j.sbi.2004.09.004 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0029-D76C-C . PMID 15465312 .
FCS Classroom
Руководство Stowers Institute FCS
Руководство FCS Консорциума миграции ячеек
Флуоресцентная корреляционная спектроскопия (FCS) (Becker & Hickl GmbH, веб-страница)

[1] Перейти ↑ Chen, H., Farkas, E., & Webb, W. (2008). Применение флуоресцентной корреляционной спектроскопии in vivo. Биофизические инструменты для биологов, Том 2: Методы in vivo, 89, 3- +.

[2] Kwapiszewska, K .; Szczepański, K .; Kalwarczyk, T .; Michalska, B .; Patalas-Krawczyk, P .; Szymański, J .; Андрышевский, Т .; Iwan, M .; Duszyński, J .; Холист, Р. (2020). «Наноразмерная вязкость цитоплазмы сохраняется в линиях клеток человека» . J. Phys. Chem. Lett . 11 (16): 6914–6920. DOI : 10.1021 / acs.jpclett.0c01748 . PMC 7450658 . PMID 32787203 .

[3] Квапишевская, Карина; Кальварчик, Томаш; Михальская, Бернадета; Щепаньски, Кшиштоф; Шиманский, Енджей; Паталас-Кравчик, Паулина; Андрышевский, Томаш; Иван, Михалина; Душинский, Ежи; Холист, Роберт (2019). «Определение состояния олигомеризации белка Drp1 в живых клетках при наномолярных концентрациях» . Научные отчеты . 9 (1): 5906. DOI : 10.1038 / s41598-019-42418-0 . PMC 6459820 . PMID 30976093 .

[4] Квапишевская, Карина; Кальварчик, Томаш; Михальская, Бернадета; Щепаньски, Кшиштоф; Шиманский, Енджей; Паталас-Кравчик, Паулина; Андрышевский, Томаш; Иван, Михалина; Душинский, Ежи; Холист, Роберт (2019). «Определение состояния олигомеризации белка Drp1 в живых клетках при наномолярных концентрациях» . Научные отчеты . 9 (1): 5906. DOI : 10.1038 / s41598-019-42418-0 . PMID 30976093 .

[5] Magde, D .; Elson, EL; Уэбб, WW (1972). «Термодинамические флуктуации в реагирующей системе: Измерение методом флуоресцентной корреляционной спектроскопии». Phys Rev Lett . 29 (11): 705–708. Bibcode : 1972PhRvL..29..705M . DOI : 10.1103 / physrevlett.29.705 .

[6] Эренберг, М .; Риглер, Р. (1974). «Вращательное броуновское движение и флуктуации интенсивности флуоресценции». Chem Phys . 4 (3): 390–401. Bibcode : 1974CP ...... 4..390E . DOI : 10.1016 / 0301-0104 (74) 85005-6 .

[7] Элсон, EL; Магде, Д. "Флуоресцентная корреляционная спектроскопия I. Концептуальные основы и теория (1974)". Биополимеры . 13 : 1-27. DOI : 10.1002 / bip.1974.360130102 . S2CID 97201376 .

[ReferenceA-8] Magde, D .; Elson, EL; Уэбб, WW (1974). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия II. Экспериментальная реализация». Биополимеры . 13 (1): 29–61. DOI : 10.1002 / bip.1974.360130103 . PMID 4818131 . S2CID 2832069 .

[9] Цянь, H .; Элсон, EL (1991). «Анализ конфокальной оптики лазерного микроскопа для трехмерной флуоресцентной корреляционной спектроскопии». Прикладная оптика . 30 (10): 1185–1195. DOI : 10,1364 / AO.30.001185 .

[10] Палмер, AG; Томпсон, Н.Л. (1989). «Анализ флуоресценции высокого порядка модельных кластеров белка» . Proc Natl Acad Sci USA . 86 (16): 6148–6152. DOI : 10.1073 / pnas.86.16.6148 .

[11] Цянь, H .; Элсон, EL (1990). «Распределение молекулярной агрегации по анализу моментов колебаний» . Proc Natl Acad Sci USA . 87 (14): 5479–5483. DOI : 10.1073 / pnas.87.14.5479 .

[12] Thompson NL 1991 Темы флуоресцентной спектроскопии Techniques том 1, изд JR Lakowicz (НьюЙорк: Plenum) стр 337-78

[13] Rigler, R, Ü. Mets1, J. Widengren и P. Kask. "Флуоресцентная корреляционная спектроскопия с высокой скоростью счета и низким фоном: анализ поступательной диффузии. European Biophysics Journal (1993) 22 (3), 159.

[14] Эйген, М .; Риглер, М. (1994). «Сортировка одиночных молекул: приложение к диагностике и эволюционной биотехнологии» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 91 (13): 5740–5747. Bibcode : 1994PNAS ... 91.5740E . DOI : 10.1073 / pnas.91.13.5740 . PMC 44073 . PMID 7517036 .

[15] Rigler, M (1995). «Корреляции флуоресценции, обнаружение одиночных молекул и скрининг большого числа. Приложения в биотехнологии». J. Biotechnol . 41 (2–3): 177–186. DOI : 10.1016 / 0168-1656 (95) 00054-т . PMID 7544589 .

[16] Кричевский, О .; Бонне, Г. (2002). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия: методика и ее приложения». Rep. Prog. Phys . 65 (2): 251–297. Bibcode : 2002RPPh ... 65..251K . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 65/2/203 . S2CID 49429529 .

[17] Медина, Массачусетс; Швилл, П. (2002). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия для обнаружения и изучения одиночных молекул в биологии». BioEssays . 24 (8): 758–764. DOI : 10.1002 / bies.10118 . PMID 12210537 . S2CID 3860264 .

[18] Майборода, О.А.; van Remoortere, A .; Танке, HJ; Хокке, Швейцария; Дилдер, AM (2003). «Новый подход к иммуноанализу на основе флуоресцентной корреляционной спектроскопии (FCS)». J. Biotechnol . 107 (2): 185–192. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2003.10.007 . PMID 14711501 .

[19] Гесс, ST; Уэбб, WW (2002). «Оптика фокусного объема и экспериментальные артефакты в конфокальной флуоресцентной корреляционной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 83 (4): 2300–2317. Bibcode : 2002BpJ .... 83.2300H . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (02) 73990-8 . PMC 1302318 . PMID 12324447 .

[20] Höfling, F .; Бамберг, К.-У. И Франош Т. (2011). «Аномальный перенос разрешен в пространстве и времени с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии». Мягкая материя . 7 (4): 1358–1363. arXiv : 1003,3762 . Bibcode : 2011SMat .... 7.1358H . DOI : 10.1039 / C0SM00718H . S2CID 18905838 .

[21] Банки, DS; Фрадин, К. (2005). «Аномальная диффузия белков из-за молекулярного скопления» . Биофиз. Дж . 89 (5): 2960–2971. Bibcode : 2005BpJ .... 89.2960B . DOI : 10.1529 / biophysj.104.051078 . PMC 1366794 . PMID 16113107 .

[22] Сенгупта, P .; Garai, K .; Balaji, J .; Periasamy, N .; Маити, С. (2003). "Измерение распределения размеров в высокогетерогенных системах с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии" . Биофиз. Дж . 84 (3): 1977–1984. Bibcode : 2003BpJ .... 84.1977S . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (03) 75006-1 . PMC 1302767 . PMID 12609900 .

[23] Kohler, RH; Schwille, P .; Уэбб, WW; Хэнсон, MR (2000). «Активный транспорт белка через пластидные канальцы: скорость, определенная количественно с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии». J Cell Sci . 113 (22): 3921–3930.

[24] Widengren, J .; Mets; Риглер, Р. (1995). «Флуоресцентная корреляционная спектроскопия триплетных состояний в растворе: теоретическое и экспериментальное исследование». J. Chem. Phys . 99 (36): 13368–13379. DOI : 10.1021 / j100036a009 .

[25] Берляндский, KM (2004). «Обнаружение конкретных последовательностей ДНК с помощью двухцветной двухфотонной корреляционной спектроскопии флуоресценции». J. Biotechnol . 108 (2): 127–136. DOI : 10.1016 / j.jbiotec.2003.11.006 . PMID 15129721 .

[Müller,_C.B._2008-26] а б в г Мюллер, CB; Loman, A .; Пачеко, В .; Коберлинг, Ф .; Willbold, D .; Richtering, W .; Эндерлейн, Дж. (2008). «Точное измерение диффузии с помощью многоцветной двухфокусной корреляционной флуоресцентной спектроскопии». EPL . 83 (4): 46001. Bibcode : 2008EL ..... 8346001M . DOI : 10.1209 / 0295-5075 / 83/46001 .

[27] Ван, Ф .; Shi, Y .; Luo, S .; Chen, Y .; Чжао, Дж. (2012). «Конформационный переход одиночных цепей поли (N-изопропилакриламида) в процессе его консистентности: исследование методом флуоресцентной корреляционной спектроскопии и масштабного анализа. (2012)» . Макромолекулы . 45 (22): 9196–9204. Bibcode : 2012MaMol..45.9196W . DOI : 10.1021 / ma301780f .

[Pristinski,_D._2005-28] Pristinski, D .; Козловская, В .; Сухишвили, С.А. (2005). «Исследование диффузии слабого полиэлектролита в водных растворах с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии». J. Chem. Phys . 122 (1): 014907. Bibcode : 2005JChPh.122a4907P . DOI : 10.1063 / 1.1829255 . PMID 15638700 .

[29] Widengren, J .; Швилл, П. (2000). «Характеристика фотоиндуцированной изомеризации и обратной изомеризации цианинового красителя Cy5 с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии. (2000)». J. Phys. Chem. . 104 (27): 6416–6428. Bibcode : 2000JPCA..104.6416W . DOI : 10.1021 / jp000059s .

[30] Ломан, А .; Dertinger, T .; Коберлинг, Ф .; Эндерлейн, Дж. (2008). «Сравнение эффектов оптического насыщения в традиционной и двухфокусной корреляционной флуоресцентной спектроскопии (2008)». Chem. Phys. Lett . 459 (1): 18–21. Bibcode : 2008CPL ... 459 ... 18л . DOI : 10.1016 / j.cplett.2008.05.018 .

[31] Петраек; Швилл, П. (2008). «Точное измерение коэффициентов диффузии с использованием сканирующей флуоресцентной корреляционной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 94 (4): 1437–1448. Bibcode : 2008BpJ .... 94.1437P . DOI : 10.1529 / biophysj.107.108811 . PMC 2212689 . PMID 17933881 .

[32] Wawrezinieck et al. (2005) Биофиз Дж.

[33] Lenne et al. (2006) EMBO J.

[34] Guia et al. (2011) Научный сигнал.

[35] Ruprecht et al. (2011) Биофиз Дж.

[36] Billaudeau et al. (2013) Методы в энзимологии

[37] Масуда и др. (2005) Биофиз Дж.

[38] Humpolıckova et al. (2006) Биофиз Дж.

[39] Венгер и др. (2007) Биофиз Дж.

[40] Eggeling et al. (2009) Природа

[41] Meseth, U .; Wohland, T .; Rigler, R .; Фогель, Х. (1999). «Разрешение измерений корреляции флуоресценции. (1999)» . Биофиз. Дж . 76 (3): 1619–1631. Bibcode : 1999BpJ .... 76.1619M . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (99) 77321-2 . PMC 1300138 . PMID 10049342 .

[42] Дигман, Массачусетс; Dalal, R .; Хорвиц, AF; Граттон, Э. (2008). «Отображение количества молекул и яркости в лазерном сканирующем микроскопе» . Биофиз. Дж . 94 (6): 2320–2332. Bibcode : 2008BpJ .... 94.2320D . DOI : 10.1529 / biophysj.107.114645 . PMC 2257897 . PMID 18096627 .

[43] Chen, Y .; Мюллер, JD; Итак, PTC; Граттон, Э. (1999). «Гистограмма счета фотонов в флуоресцентной флуктуационной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 77 (1): 553–567. Bibcode : 1999BpJ .... 77..553C . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (99) 76912-2 . PMC 1300352 . PMID 10388780 .

[44] Kask, P .; Пало, К .; Ullmann, D .; Галл, К. (1999). «Анализ распределения интенсивности флуоресценции и его применение в технологии биомолекулярного обнаружения» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 96 (24): 13756–13761. Bibcode : 1999PNAS ... 9613756K . DOI : 10.1073 / pnas.96.24.13756 . PMC 24137 . PMID 10570145 .

[45] Перейти ↑ Müller, JD (2004). «Кумулянтный анализ в флуоресцентной флуктуационной спектроскопии» . Биофиз. Дж . 86 (6): 3981–3992. Bibcode : 2004BpJ .... 86.3981M . DOI : 10.1529 / biophysj.103.037887 . PMC 1304299 . PMID 15189894 .

[46] Годен, Антуан (26 апреля 2011 г.). «Выявление белковой олигомеризации и плотности in situ с использованием анализа пространственного распределения интенсивности». PNAS . 108 (17): 7010–7015. DOI : 10.1073 / pnas.1018658108 .

[47] Içbilir Али (2021). «Определение олигомеризации рецепторов, связанных с G-белком, анализом молекулярной яркости в отдельных клетках». Протоколы природы : 1–36. DOI : 10.1038 / s41596-020-00458-1 .

[48] Цянь, H .; Элсон, EL (1990). «Об анализе моментов высших порядков флуктуаций флуоресценции» . Биофиз. Дж . 57 (2): 375–380. Bibcode : 1990BpJ .... 57..375Q . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (90) 82539-X . PMC 1280678 . PMID 2317556 .

[49] Remaut, K .; Лукас, Б .; Braeckmans, K .; Сандерс, штат Нью-Йорк; Smedt, SC De; Демейстер, Дж. (2005). «FRET-FCS как инструмент для оценки стабильности олигонуклеотидных препаратов после внутриклеточной доставки». J Control Rel . 103 (1): 259–271. DOI : 10.1016 / j.jconrel.2004.11.019 . PMID 15710516 .

[50] Машаги, А .; и другие. (2008). «Характеристика динамики белков в асимметричном делении клеток с помощью сканирующей флуоресцентной корреляционной спектроскопии» . Биофизический журнал . 95 (11): 5476–5486. Bibcode : 2008BpJ .... 95.5476P . DOI : 10.1529 / biophysj.108.135152 . PMC 2586573 . PMID 18805921 .

[51] Дигман, Массачусетс; Sengupta, P .; Wiseman, PW; Коричневый, см; Хорвиц, Арканзас; Граттон, Э. (2005). "Флуктуационная корреляционная спектроскопия с помощью лазерного сканирующего микроскопа: использование скрытой временной структуры" . Биофиз. Дж . 88 (5): L33–36. Bibcode : 2005BpJ .... 88L..33D . DOI : 10.1529 / biophysj.105.061788 . PMC 1305524 . PMID 15792971 .

[52] Скиннер, JP; Chen, Y .; Мюллер, JD (2005). "Позиционно-чувствительная сканирующая флуоресцентная корреляционная спектроскопия" . Биофиз. Дж . 89 (2): 1288–1301. Bibcode : 2005BpJ .... 89.1288S . DOI : 10.1529 / biophysj.105.060749 . PMC 1366613 . PMID 15894645 .

[53] Ruan, Q .; Ченг, Массачусетс; Леви, М .; Gratton, E .; Мантулин В.В. (2004). «Пространственно-временные исследования динамики мембран: сканирующая флуоресцентная корреляционная спектроскопия (SFCS)» . Биофиз. Дж . 87 (2): 1260–1267. Bibcode : 2004BpJ .... 87.1260R . DOI : 10.1529 / biophysj.103.036483 . PMC 1304464 . PMID 15298928 .

[54] Berglund, A .; Мабучи, Х. (2005). "Tracking-FCS: флуоресцентная корреляционная спектроскопия отдельных частиц" (PDF) . Опт. Экспресс . 13 (20): 8069–8082. Bibcode : 2005OExpr..13.8069B . DOI : 10.1364 / opex.13.008069 . PMID 19498837 .

[55] Сисан, DR; Arevalo, R .; Graves, C .; McAllister, R .; Урбах, JS (2006). «Пространственно разрешенная флуоресцентная корреляционная спектроскопия с использованием конфокального микроскопа с вращающимся диском» . Биофизический журнал . 91 (11): 4241–4252. Bibcode : 2006BpJ .... 91.4241S . DOI : 10.1529 / biophysj.106.084251 . PMC 1635679 . PMID 16950838 .

[56] Каннан, B .; Guo, L .; Sudhaharan, T .; Ахмед, S .; Маруяма, I .; Wohland, T. (2007). «Пространственно разрешенная флуоресцентная корреляционная микроскопия полного внутреннего отражения с использованием камеры электронного умножителя с зарядовой связью» . Аналитическая химия . 79 (12): 4463–4470. DOI : 10.1021 / ac0624546 . PMID 17489557 .

[57] Wachsmuth, M .; Waldeck, W .; Ланговски, Дж. (2000). «Аномальная диффузия флуоресцентных зондов внутри ядер живых клеток исследована с помощью пространственно разрешенной корреляционной флуоресцентной спектроскопии». J. Mol. Биол . 298 (4): 677–689. DOI : 10.1006 / jmbi.2000.3692 . PMID 10788329 . S2CID 21791229 .

[stics-58] Hebert, B .; Константино, С .; Wiseman, PW (2005). «Пространственно-временная корреляционная спектроскопия изображений (STICS): теория, проверка и применение для картирования скорости белка в живых клетках CHO» . Биофиз. Дж . 88 (5): 3601–3614. Bibcode : 2005BpJ .... 88.3601H . DOI : 10.1529 / biophysj.104.054874 . PMC 1305507 . PMID 15722439 .

[ICS-ICCS-59] Wiseman, PW; Squier, JA; Эллисман, MH; Уилсон, KR (2000). «Двухфотонная корреляционная спектроскопия изображения с высокой скоростью изображения (ICS) и кросс-корреляционная спектроскопия изображений (ICCS)». J. Microsc . 200 (Pt 1): 14–25. DOI : 10.1046 / j.1365-2818.2000.00736.x . PMID 11012824 . S2CID 6554931 .

[60] Петерсен, НЕТ; Wiseman, PW; Seger, O .; Магнуссон, KE (1993). «Количественное определение распределения мембранных рецепторов методом корреляционной спектроскопии изображений: понятие и применение» . Биофиз. Дж . 65 (3): 1135–1146. Bibcode : 1993BpJ .... 65.1135P . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (93) 81173-1 . PMC 1225831 . PMID 8241393 .

[61] Колин, DL; Ronis, D .; Wiseman, PW (2006). " Спектроскопия корреляции k- космических изображений: метод точных измерений переноса, не зависящий от фотофизики флуорофоров" . Биофиз. Дж . 91 (8): 3061–3075. Bibcode : 2006BpJ .... 91.3061K . DOI : 10.1529 / biophysj.106.082768 . PMC 1578478 . PMID 16861272 .

[62] Semrau, S .; Шмидт, Т. (2007). «Спектроскопия корреляции изображений частиц (PICS): получение корреляций в нанометровом масштабе из данных о положении одной молекулы с высокой плотностью» . Биофиз. Дж . 92 (2): 613–621. Bibcode : 2007BpJ .... 92..613S . DOI : 10.1529 / biophysj.106.092577 . PMC 1751376 . PMID 17085496 .

[63] Semrau, S .; Holtzer, L .; Gonzalez-Gaitan, M .; Шмидт, Т. (2011). «Количественная оценка биологических взаимодействий с помощью кросс-корреляционной спектроскопии изображения частиц (PICCS)» . Биофиз. Дж . 100 (7): 1810–1818. Bibcode : 2011BpJ ... 100.1810S . DOI : 10.1016 / j.bpj.2010.12.3746 . PMC 3072609 . PMID 21463595 .

[fcsSOFI-64] > Кислей, Л .; Higgins, D .; Weiss, S .; Ландес, CF (2015). «Определение характеристик пористых материалов с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии с оптической флуктуационной визуализацией сверхвысокого разрешения» . ACS Nano . 9 (9): 9158–9166. DOI : 10.1021 / acsnano.5b03430 . PMID 26235127 .

[65] Датта, C .; Бишоп, LDC; Ландес, CF (2020). «Визуализация переключаемых взаимодействий белков с активной пористой полимерной подложкой». J. Phys. Chem. B . 124 (22): 4412–4420. DOI : 10.1021 / acs.jpcb.0c01807 . PMID 32441098 .

[66] Shayegan, M .; Michnick, SW; Лесли, SL (2019). "Исследование неоднородной диффузии в микросредах полимеров с разделенными фазами при ограничении". Варенье. Chem. Soc . 141 (19): 7751–7757. DOI : 10.1021 / jacs.8b13349 . PMID 31017394 .

[67] Lieto, AM; Томпсон, Н.Л. (2004). «Полное внутреннее отражение с флуоресцентной корреляционной спектроскопией: нефлуоресцентные конкуренты» . Биофиз. Дж . 87 (2): 1268–1278. Bibcode : 2004BpJ .... 87.1268L . DOI : 10.1529 / biophysj.103.035030 . PMC 1304465 . PMID 15298929 .

[PMID21822256-68] Capoulade, J .; Wachsmuth, M .; Hufnagel, L .; Кноп, М. (сентябрь 2011 г.). «Количественная флуоресцентная визуализация диффузии и взаимодействия белков в живых клетках». Природа Биотехнологии . 29 (9): 835–839. DOI : 10.1038 / nbt.1928 . PMID 21822256 . S2CID 10493584 .

[69] Sprague, BL; МакНелли, Дж. Г. (2005). «FRAP-анализ связывания: правильный и подходящий». Тенденции в клеточной биологии . 15 (2): 84–91. DOI : 10.1016 / j.tcb.2004.12.001 . PMID 15695095 .

[70] Диаспро, А .; Робелло, М. (1999). «Микроскопия с многофотонным возбуждением для изучения биосистем». Европейская микроскопия и анализ . 5 : 5–7.

[71] Багатолли, Луизиана; Граттон, Э. (2000). «Двухфотонная флуоресцентная микроскопия сосуществующих липидных доменов в гигантских однослойных везикулах бинарных смесей фосфолипидов» . Biophys J . 78 (1): 290–305. Bibcode : 2000BpJ .... 78..290B . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (00) 76592-1 . PMC 1300637 . PMID 10620293 .

[72] Schwille, P .; Haupts, U .; Maiti, S .; Уэбб, W. (1999). «Молекулярная динамика в живых клетках, наблюдаемая с помощью флуоресцентной корреляционной спектроскопии с одно- и двухфотонным возбуждением» . Биофизический журнал . 77 (10): 2251–2265. Bibcode : 1999BpJ .... 77.2251S . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (99) 77065-7 . PMC 1300505 . PMID 10512844 .

[73] Микроспектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне, флуоресцентная микроскопия, инфракрасная химическая визуализация и ядерно-магнитно-резонансный анализ высокого разрешения семян сои, соматических зародышей и отдельных клеток., Baianu, IC et al. 2004 г., в области добычи и анализа нефти. , Д. Лутрия, редактор, стр. 241–273, AOCS Press., Шампейн, Иллинойс.

[74] Обнаружение единичных раковых клеток с помощью ближней инфракрасной микроскопии, инфракрасной химической визуализации и флуоресцентной микроскопии, 2004 г. IC Baianu, D. Costescu, NE Hofmann и SS Korban, q-bio / 0407006 (июль 2004 г.)

[1]