綠色熒光蛋白激發(fā)觀察方法
隨著時代科技發(fā)展進(jìn)步,觀察熒光蛋白的技術(shù)也越來越便捷,傳統(tǒng)的熒光顯微鏡觀測熒光蛋白有很多局限性,2021年美國路陽生產(chǎn)的便攜式熒光蛋白激發(fā)觀測燈給轉(zhuǎn)基因研究工作者帶來了便捷性,無需取樣,打開觀測燈直接照射熒光蛋白,肉眼就能清晰看到熒光蛋白在葉片、愈傷、種子、菌落等載體上的表達(dá)。無論是綠色熒光蛋白、黃色熒光蛋白或紅色熒光蛋白,一臺觀測燈就能直接觀測2種熒光蛋白的表達(dá)?,F(xiàn)上海峰志儀器有限公司技術(shù)工程師針對綠色熒光蛋白的觀測原理、幾種觀測方法介紹如下:
綠色熒光蛋白(GFP):
綠色熒光蛋白(GFP),是一個由約238個氨基酸組成的蛋白質(zhì),從藍(lán)光到紫外線都能使其激發(fā),發(fā)出綠色螢光,在細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)中,綠色螢光蛋白(GFP)基因常用做報告基因。綠色螢光蛋白基因也可以克隆到脊椎動物(例如:兔子)上進(jìn)行表現(xiàn),并拿來映證某種假設(shè)的實驗方法。通過基因工程技術(shù),綠色螢光蛋白(GFP)基因能轉(zhuǎn)進(jìn)不同物種的基因組,在后代中持續(xù)表達(dá)?,F(xiàn)在,綠色螢光蛋白(GFP)基因已被導(dǎo)入并表達(dá)在許多物種,包括細(xì)菌,酵母和其他真菌,魚(例如斑馬魚),植物,蒼蠅,甚至人等哺乳動物的細(xì)胞。
GFP吸收的光譜峰值為395nm(紫外),并有一個峰值為470nm的副吸收峰(藍(lán)光);發(fā)射光譜峰值為509nm(綠光),并帶有峰值為540nm的側(cè)峰。雖然450~490nm只是GFP的副吸收峰,但由于該激發(fā)光對細(xì)胞的傷害小,因此通常多使用該波段光源(多為488nm)。GFP熒光極其穩(wěn)定,在激發(fā)光照射下,GFP抗光漂白能力比熒光素強(qiáng),特別是在450~490nm藍(lán)光波長下穩(wěn)定。類似的,GFP融合蛋白的熒光靈敏度遠(yuǎn)比熒光素標(biāo)記的熒光抗體高,抗光漂白能力強(qiáng),因此適用于定量測定與分析。由于GFP熒光的產(chǎn)生不需要任何外源反應(yīng)底物,因此GFP作為一種廣泛應(yīng)用的活體報告蛋白,其作用是任何其它酶類報告蛋白無法比擬的。但因為GFP不是酶,熒光信號沒有酶學(xué)放大效果,因此GFP靈敏度可能低于某些酶類報告蛋白,比如螢火蟲熒光素酶等。
由于熒光蛋白能穩(wěn)定在后代遺傳,并且能根據(jù)啟動子特異性地表達(dá),在需要定量或其他實驗中慢慢取代了傳統(tǒng)的化學(xué)染料。更多地,熒光蛋白被改造成了不同的新工具,既提供了解決問題的新思路,也可能帶來更多有價值的新問題。
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上圖:熒光蛋白激發(fā)觀測燈照射植物根系,GFP熒光蛋白在根系上的表達(dá)
綠色熒光蛋白的激發(fā)觀察方法
1. 紫外光源
采用LUYOR-3410UV便攜式紫外光源(又叫高強(qiáng)度紫外線燈、黑光燈)觀察也非常方便,但如果觀察植物,植物葉片的葉綠色在紫外線燈下也會發(fā)出熒光,對gfp發(fā)出的熒光也會產(chǎn)生干擾,另外,標(biāo)本長時間在紫外光源照射下對GFP標(biāo)本組織也會造成破壞。
2. 便攜式GFP激發(fā)光源
采用LUYOR-3415RG便攜式GFP激發(fā)光源(又叫熒光蛋白觀測鏡、熒光蛋白激發(fā)觀測燈)是便捷、方便的觀察方法,因GFP在470nm有一個很高的吸收峰,采用 470nm激發(fā)光源能夠激發(fā)GFP發(fā)出明亮的綠色熒光,在觀察gfp熒光時,因為激發(fā)光為強(qiáng)烈的藍(lán)色光線,佩戴專業(yè)的觀察眼鏡才能觀察到清晰的熒光信號。
上圖:熒光蛋白激發(fā)觀測燈照射斑馬魚,紅色熒光蛋白在斑馬魚上的表達(dá)
3、熒光顯微鏡
熒光顯微鏡: 熒光顯微鏡是以紫外線為光源, 用以照射被檢物體,使之發(fā)出熒光,然后在顯微鏡下觀察物體的形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等。 細(xì)胞中有些物質(zhì),如葉綠素等,受紫外線照射后可發(fā)熒光;另有一些物質(zhì)本身雖不能發(fā)熒光,但如果用熒光染料或熒光抗體染色后,經(jīng)紫外線照射亦可發(fā)熒光,熒光顯微鏡就是對這類物質(zhì)進(jìn)行定性和定量研究的工具之一。目前在常用的方法就是采用熒光顯微鏡觀察,熒光顯微鏡在實驗室普及。
但熒光顯微鏡zui大的缺點是需要取樣才能觀察,如果樣本過大,無法放置在熒光顯微鏡上面,需要破壞樣本進(jìn)行取樣。 觀察植物葉片需要摘取葉片才能觀察。有時候觀察組培苗,組培苗在組培瓶里面無法取出,就無法在熒光顯微鏡下觀察,熒光顯微鏡在觀察熒光時候還是有很多的局限性。
總之,如果要激發(fā)熒光蛋白的熒光,觀測熒光蛋白的表達(dá)效果,LUYOR-3415RG便攜式熒光蛋白激發(fā)觀測燈是相對理想的觀測工具,上海峰志儀器有限公司銷售的LUYOR-3415RG便攜式熒光蛋白激發(fā)觀測燈檢測轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白(GFP)基因、紅色熒光蛋白(DsRed);檢測基因植物:水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、擬南芥;檢測轉(zhuǎn)GFP、DsRed基因動物:小鼠、兔子、猴子等;檢測轉(zhuǎn)GFP、DsRed基因微生物:細(xì)菌、真菌、酵母等檢測GFP、DsRed基因組織特異性表達(dá)。上海峰 志儀器為美國路陽授權(quán)代理商,現(xiàn)貨供應(yīng)美國路陽的LUYOR-3415RG便攜式熒光蛋白激發(fā)觀測燈。
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