Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biochemistry

Высокочувствительных и быстрое обнаружение флуоресценция с помощью портативного анализатора FRET

Published: October 1, 2016 doi: 10.3791/54144
* These authors contributed equally

Summary

Этот протокол описывает быструю и высокочувствительную квантификацию Ферстер резонансный перенос энергии (FRET) данных датчиков с использованием заказных портативного анализатора ладу. Устройство было использовано для обнаружения мальтозу в пределах диапазона критических температур, что обеспечивает максимальную чувствительность обнаружения, что позволяет практическую и эффективную оценку содержания сахара.

Abstract

Последние достижения в области Форстера резонансного переноса энергии (FRET) датчики позволили использовать их для обнаружения различных малых молекул, в том числе ионов и аминокислот. Однако врожденная слабая интенсивность сигнала датчиков FRET является серьезной проблемой, которая препятствует их применению в различных областях и делает использование дорогих, высокого класса флуорометры необходимо. Ранее мы создали экономически эффективное, высокопроизводительное FRET анализатор, который может конкретно измерить отношение двух эмиссионных диапазонах длин волн (530 и 480 нм) для достижения высокой чувствительности обнаружения. Совсем недавно было обнаружено, что FRET датчики с бактериальным периплазматических белков, связывающих обнаружить лиганды с максимальной чувствительностью в критическом интервале температур от 50 - 55 ° C. Этот отчет описывает протокол для оценки содержания сахара в коммерчески доступных образцов напитков с использованием нашего портативного анализатора FRET с датчиком температуры FRET конкретного. Наши результаты показали, что дополнительный предварительный нагревПроцесс датчика FRET значительно увеличивает отношение сигнал FRET, чтобы обеспечить более точное измерение содержания сахара. На заказ FRET анализатор и датчик были успешно применены для количественного определения содержания сахара в трех типах коммерческих напитков. Мы ожидаем, что дальнейшее уменьшение размера и производительности улучшение оборудования будет способствовать использованию ручных анализаторов в средах, где высококачественное оборудование не доступно.

Introduction

Ферстер резонансный перенос энергии (FRET) широко используется в качестве биометрический датчик для обнаружения малых молекул , таких как сахара, ионов кальция и аминокислот 1-4. FRET биосенсоры содержат флуоресцентные белки, голубому флуоресцентные белки (СЛТ) и желтый флуоресцентные белки (YFPs), которые сливают с обоих концов периплазматических-связывающего протеина (ПСП). Сугарс связываются с ПСБ, расположенных в середине датчика FRET, вызывая структурные изменения в датчике, который впоследствии варьировал расстояние и дипольным ориентация двух флуоресцирующих белков в любом конце РВР. Это изменение позволяет количественного анализа содержания сахара путем измерения отношения длин волн излучения EYFP (530 нм) и ECFP (480 нм). Благодаря высокой чувствительности, специфичности, возможности мониторинга в режиме реального времени, а также быстрое время отклика FRET биосенсоров, эти датчики широко используются в экологических, промышленных и медицинских применений 5. Кроме того, ratiomИзмерение etric с использованием FRET биосенсоров имеет важные практические преимущества, так как он может быть использован для измерения компонентов в сложных биологических образцах, где концентрация датчик не может легко контролировать и фоновой флуоресценции всегда присутствует.

Несмотря на эти преимущества датчиков на основе FRET для количественной визуализации, небольшие структурные изменения с неполным домена движения-передачи к флуоресцентных белков производят интенсивность по своей сути слабый сигнал. Этот слабый сигнал ограничивает применение датчиков FRET основе для в пробирке или в естественных условиях анализа 6. Следовательно, большинство FRET биосенсоры требуют применения дорогостоящих и высокочувствительного оборудования. Ранее мы разработали недорогой и портативный анализатор ладу возможностями , аналогичными существующих флуоресцентных анализаторов 7. В этом устройстве, недорогой 405-нм диапазона ультрафиолетового света на светоизлучающих диодах (СИД), был использован в качестве источника света, чтобы вызвать возбуждение госигнал флуоресценции е, заменяя дорогую лампу или лазер. Система обнаружения анализатора эффективно фокусирует сигнал флуоресценции рассеивая на двух фотоприемников с кремниевым фотодиодом. В более позднем исследовании мы показали , что оптимизация температуры обнаружения при 50 - 55 ° С может существенно увеличить радиометрический сигнал FRET 8. Это усиление сигнала температуры конкретных, наряду с заказного анализатором FRET, позволяет использовать датчики FRET в более общих диагностических применений с быстрой и высокой чувствительностью.

В этом протоколе мы продемонстрировали общую применимость анализатора FRET при оптимальных температурных условиях FRET путем количественного определения содержания сахара в коммерчески доступных напитков. Этот протокол обеспечивает детали операции FRET устройства, а также краткое описание датчика и подготовки проб. Мы ожидаем, что этот доклад будет способствовать потенциальное применение портативногоАнализатор в небольших лабораторных условиях и обеспечивают основу для дальнейшего развития недорогого на месте диагностического устройства с биосенсоров FRET основе.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Приготовление биосенсора

  1. Построить плазмиду pET21a (+) - CFP-MBP-YFP-His6 следуя ранее установленным протоколом 2.
  2. Инокулируйте 5 мл бульона Луриа (LB) с одной колонии штамма кишечной палочки DE3 и инкубировать при 37 ° С в течение 16 часов при встряхивании.
  3. Передача 1 мл / N O культуры в 500-мл колбу , содержащую 100 мл LB и инкубировать при 37 ° С в качалке инкубаторе до тех пор пока оптическая плотность при 600 нм (OD 600) не достигнет 0,5 (около 3 ч).
  4. Сбора клеток в 50 мл коническую пробирку центрифугированием при 1000 х г в течение 20 мин при температуре 4 ° С.
  5. Ресуспендируют осадок быстро в каждую пробирку с 50 мл охлажденной льдом дистиллированной воды (DW) и центрифуге при 1000 х г в течение 20 мин при температуре 4 ° С.
  6. Ресуспендируют осадок в 50 мкл охлажденного льдом DW с добавлением 10% (об / об) глицерина, осторожно не закрученной , пока раствор (Электрокомпетентные клетки) достигает OD 600
  7. Поместите смесь электрокомпетентных клеток (50 мкл клеток при OD 600 из 100) и 10 нг плазмиды pET21a (+) - КФП-МВР-YFP-His6 в охлажденный льдом кювету для электропорации в электропорации устройства и электропорации смесь (18 кВ / см, 25 мкФ).
  8. Быстрое добавление 1 мл SOC среды в кювету и клетки вновь суспендируют мягко, с последующим восстановлением при температуре 37 ° С в течение 1 ч при осторожном встряхивании в 15 мл с круглым дном трубки.
  9. Разведите клетки на пластине LB, содержащей 100 мкг / мл ампициллина, и инкубируют при температуре 37 ° С в течение 12 часов.
  10. Изолируйте одну колонию с помощью цикла и инокуляции колонию в 10 мл LB, содержащей 100 мкг / мл ампициллина, при 37 ° С в шейкере в течение 12 часов.
  11. Добавьте 5 мл посевной культуры в 500 мл LB, содержащей 100 мкг / мл ампициллина, и инкубируют культуры в качалке инкубаторе 37 ° C.
  12. Добавить 0,5 мМ изопропил β-d-тиогалактозида (IPTG) , когда OD 600 достигает0,5 и инкубировать культуры в качалке инкубаторе 37 ° C в течение 24 часов.
  13. Центрифуга клетки при 4500 х г в течение 20 мин (4 ° С) и осторожно удалить супернатант.
  14. Ресуспендируют осадок в 5 мл буфера для связывания (20 мМ Трис-HCl, рН 8,0, 1 мМ PMSF, 0,5 мМ ЭДТА и 1 мМ DTT).
  15. Разрушать ультразвуком клетки на льду с шестью 10-сек всплесков на 200-300 Вт, после каждого пакета с 10 сек охлаждения.
  16. Центрифуга лизат при 10000 × г в течение 30 мин при 4 ° С для осаждения клеточного дебриса. Перенести супернатант (растворимый белок) в новую пробирку для сбора.
  17. Для достижения аффинной очистки белков датчиков ладу нагрузки 4 мл очищенного клеточного лизата на аффинную колонку Ni-NTA (5-мл объема) и выполнить анализ - хроматографии с использованием быстрой жидкостной хроматографии протеинов (FPLC) 18.
  18. Промывают колонку один раз с пятью колоночными объемами буфера для промывки I (50 мМ фосфатный буфер, 300 мМ хлорида натрия, 10 мМ имидазола, рН 7,0).
  19. Повторите стадию промывки с пятью колоночными объемами буфера для промывки II (50 мМ фосфатный буфер, 300 мМ хлорида натрия, 20 мМ имидазола, рН 7,0).
  20. Элюции белка датчика с пятью колоночными объемами буфера для элюции (50 мМ фосфатный буфер, 300 мМ хлорида натрия, 500 мМ имидазола, рН 7,0).
  21. Для того, чтобы сконцентрировать и обессоливания элюированный образец, заполнить концентраторы (размер мембраны 10000 МВт) до 20 мл образца и центрифуги в течение 10 мин при 3000 г. Refill Концентратор с 0,8% фосфатно-буферном солевом растворе (PBS). Повторите этот шаг дважды, сначала заполнение концентратором 20 мл образца, а затем заправку с PBS.
  22. Восстановление концентрированного и де-соленая белок датчика и хранить его при температуре -80 ° C.

2. Измерение содержания сахара с помощью FRET Analyzer

ПРИМЕЧАНИЕ: Детали анализатора конструкции FRET были описаны в нашей предыдущей работе 7.

  1. Приготовьте раствор обнаружения 0,8% PBS, содержащего 0,2мкМ белков датчиков.
  2. Включите анализатор ладу. Нажмите кнопку "UP" в течение 2 секунд для калибровки оптимальной температуры. Установите температуру до 53 ° С, используя "вверх" и кнопки "DOWN" и нажмите кнопку "SET".
  3. Для калибровки нажмите и удерживайте кнопку "UP" и кнопки "DOWN" одновременно в течение 2 сек. Убедитесь, что светодиодные дисплеи "CALIB" и нажмите кнопку "SET".
  4. Поместите 12,5 × 12,5 × 45 мм (длина × ширина × высота) прямоугольный параллелепипед сосуда (кювета), содержащий только PBS буфера в держатель кювет анализатора и нажмите кнопку "SET".
  5. Замените кювету одна из которых содержит только решение обнаружения (см 2.1) без сахара (мальтоза / сахарозы) и нажмите кнопку "SET" для калибровки базовой линии.
  6. Замените кювету с одним, содержащую раствор обнаружения с 10 мМ сахаром и нажмите "SET"Кнопка.
  7. Для определения содержания сахара в образце напитка, положить 1 образец мл напитка в 1,5 мл микроцентрифужных трубки и центрифуге при 16000 × г в течение 1 мин.
    Примечание: Измерение флуоресценции FRET на основе датчиков имеет то преимущество, что они не требуют специальной предварительной обработки образца, так как только 1% (об / об) образца входит в общем объеме. Тем не менее, мы рекомендуем удалить любые материалы , которые могут повлиять на точность измерения флуоресценции (например, клетки, нерастворимые частицы, липидов, жиров, или любой материал с автофлюоресценции). Кроме того, если сильная кислота, сильное основание, чистящее средство (детергент), или эмульгатором (эмульгатор) присутствует в высокой концентрации, и может влиять на свойства биологического датчика FRET, она должна быть удалена с использованием органического растворителя или нейтрализатор. Например, когда молочный жир и эмульгаторы, исключаются из замороженных закусок, образцы центрифугируют в пробирке при 16000 & bull; g в течение 30 мин, а жидкость betweeп донных отложений и верхний слой молочного жира извлекается. Равное количество гексана, а затем, с последующим центрифугированием при 15000 х г в течение 30 мин, чтобы исключить липиды.
  8. Удалить супернатант с 1 мл шприц и фильтруют его через фильтр в шприце (размер пор 0,2 мкм).
  9. Поместите 0,1 мл отфильтрованного образца напитка в 1,5 мл микроцентрифужных пробирку, содержащую 0,9 мл PBS и водоворот осторожно.
    Примечание: Очень важно, чтобы разбавить образец напитка должным образом. В этом случае, 1000-кратное разведение проводили таким образом, чтобы концентрация сахара будет находиться в пределах динамического диапазона устройства. Мы рекомендуем оценить концентрацию целевого сахара заранее, ссылаясь на содержание сахара в этикетке напитка.
  10. Добавьте 5 мкл разбавленной пробы напитка (1%, об / об) в кювету, содержащую 0,495 мл раствора обнаружения.
  11. Поместите кювету в держатель кювет анализатора FRET и предварительного нагрева образца раствора до 53 ° С.
  12. Нажмите кнопку "SET" для измерения содержания сахара.
    Примечание Можно оценить измерение FRET с использованием считывателя MultiLabel пластины или флуоресцентный спектрофотометр , снабженный устройством Пельтье для регулирования температуры путем считывания соотношение при 488/535 нм 7,8. Для обнаружения сахарозы, выполните шаги с 1,1 до 2,12 с датчиком ЧСЗ-LH 2.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Для проведения количественного анализа содержания сахара с использованием анализатора FRET, необходимо построить кривую подогнанную оценки концентрации целевого сахара из наблюдаемого соотношения FRET. Пусть г определить отношение интенсивности излучения УНЧ при длине волны 480 нм и интенсивность излучения YFP генерируется при 530 нм (уравнение. 1).

Уравнение 1

Кривая доза-ответ лада биосенсора (CMY-BII при 53 ° C) могут быть получены путем наблюдения соотношения FRET, г, при различных концентрациях сахара. Кривая затем может быть выражен в виде сигмоидальной кривой S-образную форму следующим образом:

Уравнение 2

R макс и R мин представляют отношение сигнала с концентрацией сахара 0 и насыщенного (1000 мкМ), соответственно; х 0 представляет концентрацию сахара в размере 50% ответа; и р представляет собой наклон ответа, который близок к 1 или -1. В настоящем исследовании, г макс, г мин, х 0 и р являются 4,256, 2,672, 71,779 и 1, соответственно. Диапазон концентраций от 1 мкМ до 1000 мкМ использовали в модели фитинга.

С помощью уравнений 1 и 2, содержание сахара доступных напитков в розничной продаже количественно с анализатором ладу. Два мальтоза датчики FRET были рассмотрены с целью проверки сигнала, г, в зависимости от различных температур 2,8. Первый датчик FRET, CMY-0, является одним из основных FRET основе датчика, состоящий из CFP, мальтоза-связывающий белок (МВР), и YFP, с по линкерные пептиды. Второй датчик, CMY-BII, имеет линкер Ser-Arg между МВР и двух флуоресцентных белков 2. Как показывает рисунок 1А, CMY-0 не наблюдается при температурах измерения ниже 50 ° C, так как нет никакой разницы сигнала между 0 и 1 мМ мальтозы концентрации. Сигнал различия обоих FRET датчики были максимально от 50 до 55 ° С (рис 1) 8. Для того , чтобы количественно оценить содержание сахара трех типов коммерчески доступных напитков, доза-реакция кривой датчика CMY-BII при 53- ° С была сгенерирована (фиг.2А) и мальтозу содержание трех образцов был определен преобразования соотношение FRET в мальтозу концентрации.

Как образец А состоит из зерна, таких как рис и ячмень, которые являются важными источниками мальтоза, образец будет содержать относительно высоким содержанием мальтозы, содержание (в среднем 11,892 г / 235 мл) (

Рисунок 1
Рисунок Разница 1. Метод FRET сигнала между 0 и 1 мМ мальтозы с использованием лада анализатора при различных температурах. (A) CMY-0 датчик не показали никакой разницы сигнала при различных мальтоза концентрациях , при температуре ниже 50 ° С. (В) CMY-БИИ датчик был способен различать разницу лада сигнала между 0 и 1 мМ мальтозы в широком диапазоне температур. В обоих случаях разница сигнал резко возросла в определенном диапазоне температур (50 - 55 ° C). еrror бары представляют стандартное отклонение. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. Мальтоза Содержание Количественная в трех коммерчески доступного. Кривой доза-реакция Beverages (A) для CMY-BII. (Б) мальтоза содержание трех образцов напитков количественно. Обратите внимание, что "Весь сахар" означает количество всех сахара (включая мальтозу) сообщает производитель напитка на этикетке напитка. Ошибок указывает стандартное отклонение. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Этот протокол позволяет быстро и эффективно количественно оценить содержание сахара в образцах напитков, с использованием заказных FRET анализатор 7 при оптимальной температуре для датчиков ладу. Анализатор был разработан с недавно развитой, недорогой 405-нм полоса ультрафиолетовое-LED в качестве источника света и двух фотоприемников с кремниевым фотодиодом. Это устройство является более экономически эффективным, чем другие сопоставимые флюорометрами. Прибор показал высокую чувствительность обнаружения, в частности, при измерении отношения двух диапазонах длин волн излучения (530 нм и 480 нм) в оптимальном температурном диапазоне для датчиков ладу. Его чувствительность и интенсивность в выявлении различных сахаров превосходят флуоресцентном спектрофотометре устройства 7.

Основной целью данного протокола является поддержка широкого применения лада на основе датчиков с заказного анализатора ладу. В то время как анализатор косвенно измеряет содержание сахара с помощью датчиков FRET, ят ясно, что устройство включает в себя ряд преимуществ датчиков FRET, в том числе широко расширяемой с помощью генной инженерии лиганд специфичности, модульной конструкции, датчик концентрации независимые сигналы, а также точного нацеливания субклеточных малых молекул. FRET датчики фактически используются для обнаружения широкого спектра малых молекул, в том числе ионов 9, 10 гема, и другие. Кроме того, более 20 типов FRET конструкций можно легко найти и заказать через некоммерческую депозитария AddGene 11.

Несмотря на широкое применение анализатора FRET, существуют два основных вопроса с работой устройства. Во-первых, потому что работа устройства является относительно простым, образец предварительной обработки является важным шагом, который влияет на качество обнаружения, за исключением случаев неисправности устройства. В этом протоколе один шаг (разведение образца) было достаточным для обработки жидких проб, которые были четко прозрачными и не содержали нерастворимых ПартиCles. Тем не менее, другие образцы могут потребовать дополнительной обработки для удаления нерастворимых материалов, таких как сотовые или липидных компонентов. Любые частицы autofluorescent которые могут повлиять на сигнал FRET также должны быть удалены, как было отмечено следующее шаге 2.7. Во- вторых, контроль качества и возможность подключения взаимодействия с информационными системами больницы необходимо решать, как и со всеми типами пункт-ухода тестирования (POCT) инструментов 12. Так как качество сигнала анализатора FRET в значительной степени зависит от качества датчика FRET и на ступенях предварительной обработки, регулярные проверки контроля качества необходимы, чтобы гарантировать, что измерения остаются в пределах стандартного диапазона сигналов для анализа данных регулярного контроля качества. Стабильность и хранение датчика FRET период, оба из которых имеют важное значение для дальнейших надежных приложений, должны быть исследованы в ходе проверки качества. Создание руководящих принципов и разработки соответствующего программного обеспечения может также рассмотреть ограничение подключения. Текущие версииFRET анализатор оборудованы с возможностью подключения RS232 для управления удаленной командной строки, но беспроводной связи может быть особенностью следующей версии анализатора, который будет иметь улучшенный интерфейс для госпитальных информационных систем.

Тем не менее, лада датчики были разработаны для субстратной специфичности, подход , который обычно позволяет более широкую специфичность 2. Следовательно, сигнал FRET может столкнуться с непреднамеренными помехами от других ингредиентов, в том числе другие виды сахаров в коммерческих напитков. Дальнейшие исследования должны изучить, как FRET датчики реагируют на различные сахара смеси, чтобы точно определить количество сахара. Сотрудничество с компаниями, которые производят напитки помогут подтвердить содержание сахара для калибровки анализатора ладу.

Предполагается, что предлагаемое портативное устройство FRET с различными FRET датчики будут использоваться в Poct приложениях. POCT используется для оценки беременности, кровьуровни глюкозы, биомаркеров белки, инфекционные бактерии и инфекционные вирусы. Poct методы имеют быстрое время производственного цикла и обычно имеют низкие коэффициенты ошибок из-за небольшого числа этапов обработки. Это важные преимущества POCT над центральной лаборатории тестирования подхода. портативные Poct устройства ручные, такие как устройства, описанные здесь, привлекли повышенное внимание из-за их потенциальных применений в области оценки и мониторинга продуктов питания уровня сахара в крови. В частности, мониторинг уровня глюкозы образцов крови у пациентов с сахарным диабетом требует быстрого, точного и экономически эффективный метод Poct 13. После того, как исследовательская группа Эймса разработала первый глюкозы в крови тест - полоску в 1965 году ( с использованием полосы , которая содержит оксидазы глюкозы), было предложено несколько технологий для целей мониторинга уровня глюкозы в крови 12. Анализатор FRET также доступен для обнаружения глюкозы в образцах крови с соответствующей первичной обработки крови и периплазматических глюкозы связывания Proteiп (MglB) 14 FRET белка основанное.

Необходимы простое, быстрое методы оценки качества пищевых продуктов. Потребление сахаросодержащих напитков ассоциируется с различными заболеваниями и синдромами, таких как индекс массы тела увеличилось в детском возрасте 15, педиатрического ожирения 16, а риск инсульта 17. Понимание этого соединения требует точного измерения компонентов сахара в напитках. Таким образом, концентрации глюкозы и фруктозы напитков представляют интерес для ученых, занимающихся вопросами здоровья человека. Этот протокол демонстрирует высокочувствительный производительность анализатора FRET с оптимальным температурным контролем. Устройство может использоваться с различными FRET датчиками для обнаружения различных мелких molecules- включая глюкозу и фруктозу 14,15. Наш портативный и перезаряжаемый устройство, которое имеет срок службы батареи составляет 10 - 20 ч, в зависимости от протокола нагрева, применим для POCT. Его простой оперативный протокол MAKэс устройство простым в использовании и устраняет необходимость в сложной подготовки персонала. С помощью технических усовершенствований, в том числе уменьшения габаритов оборудования, минимизация этапов предварительной обработки, а также определение практических требований для использования в полевых условиях, это устройство будет способствовать развитию научных исследований FRET основе в небольших лабораторных условиях.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgments

Это исследование было поддержано грантами от Intelligent синтетической биологии Центра глобального проекта Frontier (2011-0031944) и Программы KRIBB исследовательской инициативы.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
LB BD #244620
isopropyl β-D-thiogalactoside (IPTG) Sigma I6758
Ampicillin Sigma A9518
Tri-HCl Bioneer C-9006-1
PMSF Sigma 78830
EDTA Bioneer C-9007
DTT Sigma D0632
NaCl Junsei 19015-0350
phosphate-buffered saline (PBS) Gibco 70011-044 0.8% NaCl, 0.02% KCl, 0.0144% Na2HPO4, 0.024% KH2OP4, pH 7.4
SOC 2% tryptone, 0.5% Yeast extract, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 10 mM MGCl2, 20 mM Glucose
Resource Q Amersham Biosciences 17-1177-01 6 × 30 mm anion-exchange chromatography column 
HisTrap HP1 Amersham Biosciences 29-0510-21
Quartz cuvette Sigma Z802875
AKÄKTAFPLC Amersham Biosciences 18-1900-26 a fast protein liquid chromatography (FPLC)
Cary Eclipse VarianInc a fluorescence spectrophotometer
VICTOR   PerkinElmer 2030-0050 a multilabel plate reader
E. coli JM109 (DE3) Promega Electrocompetent cells
A (Beverage) Korea Yakult Co. (Korea) Birak Fermented drinks
B (Beverage) Lotte Foods (Korea) Epro Soft drink
C (Beverage) Lotte Foods (Korea) Getoray Sports drink

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Deuschle, K., Okumoto, S., Fehr, M., Looger, L. L., Kozhukh, L., Frommer, W. B. Construction and optimization of a family of genetically encoded metabolite sensors by semirational protein engineering. Protein Sci. 14 (9), 2304-2314 (2005).
  2. Ha, J. S., Song, J. J., Lee, Y. M., Kim, S. J., Sohn, J. H., Shin, C. S., Lee, S. G. Design and application of highly responsive fluorescence resonance energy transfer biosensors for detection of sugar in living Saccharomyces cerevisiae cells. Appl. Environ. Microbiol. 73 (22), 7408-7414 (2007).
  3. Nagai, T., Yamada, S., Tominaga, T., Ichikawa, M., Miyawaki, A. Expanded dynamic range of fluorescent indicators for Ca(2+) by circularly permuted yellow fluorescent proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (29), 10554-10559 (2004).
  4. Okumoto, S., Looger, L. L., Micheva, K. D., Reimer, R. J., Smith, S. J., Frommer, W. B. Detection of glutamate release from neurons by genetically encoded surface-displayed FRET nanosensors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (24), 8740-8745 (2005).
  5. Merzlyakov, M., Li, E., Casas, R., Hristova, K. Spectral Förster resonance energy transfer detection of protein interactions in surface-supported bilayers. Langmuir. 22 (16), 6986-6992 (2006).
  6. Zhang, J., Campbell, R. E., Ting, A. Y., Tsien, R. Y. Creating new fluorescent probes for cell biology. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 3 (12), 906-918 (2002).
  7. Kim, H., Kim, H. S., Ha, J. S., Lee, S. G. A portable FRET analyzer for rapid detection of sugar content. Analyst. 140 (10), 3384-3389 (2015).
  8. Gam, J., Ha, J. -S., Kim, H., Lee, D. -H., Lee, J., Lee, S. -G. Ratiometric analyses at critical temperatures can magnify the signal intensity of FRET-based sugar sensors with periplasmic binding proteins. Biosens. Bioelectron. 72, 37-43 (2015).
  9. Hessels, A. M., Merkx, M. Genetically-encoded FRET-based sensors for monitoring Zn2+ in living cells. Metallomics. 7 (2), 258-266 (2015).
  10. Song, Y., Yang, M., Wegner, S. V., Zhao, J., Zhu, R., Wu, Y., He, C., Chen, P. R. A genetically encoded FRET sensor for intracellular heme. ACS Chem. Biol. 10 (7), 1610-1615 (2015).
  11. Addgene. Fluorescent Protein Guide: Biosensors. , Available from: https://www.addgene.org/fluorescent-proteins/biosensors/ (2015).
  12. Rajendran, R., Rayman, G. Point-of-care blood glucose testing for diabetes care in hospitalized patients: an evidence-based review. J. Diabetes Sci. Technol. 8 (6), 1081-1090 (2014).
  13. American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes-2013. , Available from: http://care.diabetesjournals.org/site/misc/2016-Standards-of-Care.pdf (2015).
  14. Vyas, N. K., Vyas, M. N., Quiocho, F. A. Sugar and signal-transducer binding sites of the Escherichia coli galactose chemoreceptor protein. Science. 242, 1290-1295 (1988).
  15. Leermakers, E. T. M., Felix, J. F., Erler, N. S., Ċerimagić, A., Wijtzes, A. I., Hofman, A., Raat, H., Moll, H. A., Rivadeneira, F., Jaddoe, V. W., Franco, O. H., Kiefte-de Jong, J. C. Sugar-containing beverage intake in toddlers and body composition up to age 6 years: The Generation R Study. Eur. J. Clin. Nutr. 69 (3), 314-321 (2015).
  16. Shilts, M., Styne, D., Drake, C., Aden, C., Townsend, M. Fast food, fat and sugar sweetened beverage items are related to children's dietary energy density. FASEB J. 29 (1), 731-736 (2015).
  17. Larsson, S. C., Åkesson, A., Wolk, A. Sweetened beverage consumption is associated with increased risk of stroke in women and men. J Nutr. 144 (6), 856-860 (2014).
  18. Melkko, S., Neri, D. Calmodulin as an affinity purification tag. E. coli Gene Expression Protocols. Vaillancourt, P. E. , Methods in Molecular Biology; 205. Humana Press. Totowa, NJ. 69-77 (2003).

Tags

Биохимия выпуск 116 флуоресцентный резонансный перенос энергии портативное устройство пункт-ухода тестирования содержание сахара флуорометре оценка пищевой Ферстер резонансного переноса энергии (FRET)
Высокочувствительных и быстрое обнаружение флуоресценция с помощью портативного анализатора FRET
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, H., Han, G. H., Fu, Y., Gam,More

Kim, H., Han, G. H., Fu, Y., Gam, J., Lee, S. G. Highly Sensitive and Rapid Fluorescence Detection with a Portable FRET Analyzer. J. Vis. Exp. (116), e54144, doi:10.3791/54144 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter