[发明专利]荧光探针及其应用

说明书

本申请公开了一种荧光探针，包括多肽、荧光供体以及荧光受体，荧光供体和荧光受体带有相反电荷，荧光供体和荧光受体分别连接于多肽的两端并被多肽隔开，多肽包括可被目标蛋白切割的肽段；当多肽被目标蛋白切割后，带相反电荷的荧光供体和荧光受体之间的距离减小，使得荧光供体和荧光受体之间荧光团振能量转移增加。本申请创造性地采用多肽底物作为荧光供体和荧光受体之间的“距离控制器”，结合荧光供体和荧光受体的静电吸附作用对两种粒子间距离进行控制，实现了通过荧光探针被目标蛋白切割前后产生的荧光信号变化，对目标蛋白的活性和/或浓度进行检测，拓宽基于肽的FRET分析系统的种类。

技术领域

本申请涉及荧光成像技术领域，具体而言，涉及一种荧光探针及其应用。

背景技术

荧光共振能量转移(FRET)是指在两个不同的荧光基团中，如果一个荧光基团(供体，Donor)的发射光谱与另一个基团(受体，Acceptor)的吸收光谱有一定的重叠，当这两个荧光基团间的距离合适时(一般小于)，就可观察到荧光能量由供体向受体转移的现象，即以前一种基团的激发波长激发时，可观察到后一个基团发射的荧光。

简单地说，荧光共振能量转移就是在供体基团的激发状态下由一对偶极子介导的能量从供体向受体转移的非辐射过程。具体地，供体分子被激发后，当受体分子与供体分子相距一定距离，且供体和受体的基态及第一电子激发态两者的振动能级间的能量差相互适应时，处于激发态的供体将把一部分或全部能量转移给受体，使受体被激发，在整个能量转移过程中，不涉及光子的发射和重新吸收。如果受体荧光量子产率为零，则发生能量转移荧光熄灭；如果受体也是一种荧光发射体，则呈现出受体的荧光，并造成次级荧光光谱的红移。

研究表明FRET系统中供体和受体之间距离的影响因素是复杂的，随着供体和受体间距离的增加，供体到受体的FRET显着减小，受体荧光强度减弱。传统FRET系统中，常以DNA为“分子尺”控制FRET系统供体和受体间距离。由于DNA结构相对灵活，DNA桥接的距离并不精确。因此，DNA介导的FRET系统调节存在准确度不高和细致度不够的问题。因此，如何提高FRET系统调节的准确度是拓宽FRET系统应用领域的难点。

发明内容

为了解决上述问题，本申请的第一目的在于提供一种荧光探针，包括多肽、荧光供体以及荧光受体，荧光供体和荧光受体带有相反电荷，荧光供体和荧光受体分别连接于多肽的两端并被多肽隔开，多肽包括可被目标蛋白切割的肽段；当所述多肽被目标蛋白切割后，带有相反电荷的荧光供体和荧光受体之间的距离减小，使得荧光供体和荧光受体之间荧光共振能量转移增加。

本申请创造性地采用功能多肽作为荧光探针中荧光供体和荧光受体之间的“距离控制器”，以对荧光供体和荧光受体之间的粒子间距离的控制，实现了通过功能多肽的切割过程产生的荧光信号变化对功能多肽的浓度进行检测，拓宽基于肽的FRET分析系统的种类；此外，肽具有比DNA更坚硬的结构，相比于DNA介导的FRET分析系统，本申请的荧光共振能量转移(FRET)荧光探针有利于实现更精确的距离控制，从而提高FRET分析系统的准确度。

其中一个实施例中，目标蛋白包括ATG4B蛋白、Caspase-3蛋白以及MMP-2蛋白中的至少一种。

其中一个实施例中，荧光探针中荧光供体为带负电的半导体聚合物点。

其中一个实施例中，荧光探针中荧光受体为带正电的有机荧光染料。

其中一个实施例中，荧光供体连接于多肽的C端，荧光受体连接于多肽的N端。

其中一个实施例中，多肽包括调节肽段，调节肽段的两端分别连接荧光供体和可被目标蛋白切割的肽段。

其中一个实施例中，荧光探针的平均直径为5nm～30nm。

其中一个实施例中，荧光探针中的多肽被目标蛋白切割后，荧光供体和荧光受体之间的距离小于10nm。