Förster共振能量转移(FRET)在光采集、光伏和生物传感的光学材料中是必不可少的,但其工作范围却受到~5nm的 Förster半径的限制。斯特拉斯堡路易斯巴斯德大学Andrey S. Klymchenko首次研究了荧光有机纳米粒子(NP)之间的FRET,以打破这一限制。
本文要点
(1)负载阳离子染料和大量疏水反离子的带电疏水聚合物分别构建了供体和受体NP,这些NP的表面进一步用DNA进行功能化,以控制表面到表面的距离。
(2)研究发现FRET效率不遵循经典的Förster定律,对于15和20nm的NP-NP距离,FRET效率分别达到0.70和0.45。这对应于FRET效率衰减为表面到表面NP-NP距离的四次方。
(3)基于这种长距离FRET,开发了一种DNA纳米探针,其中编码癌症标记survivin的靶DNA片段将供体和受体的NP聚集在约15 nm的距离上。在这种纳米探针中,单分子识别会对5000多种染料产生颜色转换,从而产生一种简单快速的检测方法,检测极限为18埃摩尔。
Deep Sekhar Biswas, et al. Long-range Energy Transfer Between Dye-loaded Nanoparticles: Observation and Amplified Detection of Nucleic Acids. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202301402
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202301402