Автофлуоресценция — это естественное излучение света биологическими структурами, такими как митохондрии и лизосомы , когда они поглотили свет, и используется для различения света, исходящего от искусственно добавленных флуоресцентных маркеров ( флуорофоров ). [1]
Наиболее часто наблюдаемыми автофлуоресцентными молекулами являются НАДФН и флавины ; внеклеточный матрикс также может способствовать автофлуоресценции из-за внутренних свойств коллагена и эластина . [1]
Обычно белки, содержащие повышенное количество аминокислот триптофана , тирозина и фенилаланина, демонстрируют некоторую степень автофлуоресценции. [2]
Автофлуоресценция также наблюдается в небиологических материалах, содержащихся во многих бумагах и текстиле. Автофлуоресценция бумажных денег США была продемонстрирована как средство отличить поддельную валюту от подлинной. [3]
микроскопия
Мультиспектральное изображение ткани кишечника мыши , показывающее, как автофлуоресценция может затенять некоторые сигналы флуоресценции .
Автофлуоресценция может быть проблематичной при флуоресцентной микроскопии . Светоизлучающие пятна (например, антитела с флуоресцентной меткой ) наносятся на образцы , чтобы обеспечить визуализацию конкретных структур.
Автофлуоресценция мешает обнаружению определенных флуоресцентных сигналов, особенно когда интересующие сигналы очень тусклые — это приводит к тому, что структуры, отличные от представляющих интерес, становятся видимыми.
В некоторых микроскопах (в основном конфокальных ) можно использовать различное время жизни возбужденных состояний добавленных флуоресцентных маркеров и эндогенных молекул, чтобы исключить большую часть автофлуоресценции.
Автофлуоресцентная микроскопия сверхвысокого разрешения/оптическая наноскопия: изображение клеточных структур, невидимых с помощью конфокальной световой микроскопии
В некоторых случаях автофлуоресценция может действительно освещать интересующие структуры или служить полезным диагностическим индикатором. [1]
Например, клеточная автофлуоресценция может использоваться в качестве индикатора цитотоксичности без необходимости добавления флуоресцентных маркеров. [4]
Аутофлуоресценцию кожи человека можно использовать для измерения уровня конечных продуктов гликирования (AGE), которые присутствуют в больших количествах при некоторых заболеваниях человека . [5]
Автофлуоресценция кожуры банана при разном освещении.
Микроскопия сверхвысокого разрешения SPDM выявила автофлуоресцентные клеточные объекты, которые невозможно обнаружить в обычных условиях флуоресцентной визуализации. [7]
Автофлуоресцентные молекулы
Вещества, светящиеся в тканях животных, согласно таксономическому включению, также светятся и в тканях человека .
^ abc Monici, М. (2005). «Исследование и диагностика автофлуоресценции клеток и тканей». Ежегодный обзор биотехнологии . 11 : 227–256. дои : 10.1016/S1387-2656(05)11007-2. ISBN9780444519528. ПМИД 16216779.
^ abcde Menter, Джулиан М. (2006). «Температурная зависимость флуоресценции коллагена». Фотохимические и фотобиологические науки . 5 (4): 403–410. дои : 10.1039/b516429j. PMID 16583021. S2CID 34205474.
^ Чиа, Томас; Левен, Майкл (17 ноября 2009 г.). «Обнаружение фальшивых бумажных денег США с использованием собственной флуоресценции». Оптика Экспресс . 17 (24): 22054–22061. Бибкод : 2009OExpr..1722054C. дои : 10.1364/OE.17.022054 . ПМИД 19997451.
^ Фриче, М.; Мандениус, CF (сентябрь 2010 г.). «Подходы к исследованию токсичности на основе флуоресцентных клеток». Анальная биоанальная химия . 398 (1): 181–191. дои : 10.1007/s00216-010-3651-6. PMID 20354845. S2CID 22712460.
^ Герритс, Э.Г.; Смит, Эй Джей; Било, HJ (март 2009 г.). «AGE, аутофлуоресценция и функция почек». Нефрол. Набирать номер. Пересадка . 24 (3): 710–713. дои : 10.1093/ndt/gfn634 . ПМИД 19033250.
^ Мэнсфилд, Джеймс Р.; Госсэйдж, Кирк В.; Хойт, Клиффорд К.; Левенсон, Ричард М. (2005). «Методы удаления автофлуоресценции, мультиплексирования и автоматического анализа для флуоресцентной визуализации in vivo». Журнал биомедицинской оптики . 10 (4): 041207. Бибкод : 2005JBO....10d1207M. дои : 10.1117/1.2032458 . PMID 16178631. S2CID 35269802.
^ Кауфманн, Р.; Мюллер, П.; Хаусманн, М.; Кремер, К. (2010). «Визуализация внутриклеточных структур без меток с помощью локализационной микроскопии». Микрон . 42 (4): 348–352. doi :10.1016/j.micron.2010.03.006. ПМИД 20538472.
^ аб Георгакуди, И.; Джейкобсон, Британская Колумбия; Мюллер, МГ; Листы, ЭЭ; Бадизадеган К.; Карр-Локк, DL; и другие. (01.02.2002). «NAD(P)H и коллаген как количественные флуоресцентные биомаркеры предраковых изменений эпителия in vivo ». Исследования рака . 62 (3): 682–687. ПМИД 11830520.
^ abcde Zipfel, WR; Уильямс, РМ; Кристи, Р.; Никитин А.Ю.; Хайман, Британская Колумбия; Уэбб, WW (10 июня 2003 г.). «Самоэмиссионная микроскопия живых тканей с использованием собственной многофотонно-возбуждаемой флуоресценции и генерации второй гармоники». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (12): 7075–7080. Бибкод : 2003PNAS..100.7075Z. дои : 10.1073/pnas.0832308100 . ПМК 165832 . ПМИД 12756303.
^ Шёненбрюхер, Хольгер; Адхикари, Рамкришна; Мукерджи, Прасун; Кейси, Томас; Расмуссен, Марк; Майстрович, Франк; и другие. (2008). «Метод на основе флуоресценции с использованием липофусцина для обнаружения тканей центральной нервной системы на тушах крупного рогатого скота». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 56 (15): 6220–6226. дои : 10.1021/jf0734368. ПМИД 18620407.
^ Дональдсон, Ллёд; Уильямс, Нари (февраль 2018 г.). «Визуализация и спектроскопия природных флуорофоров хвои». Растения . 7 (1): 10. doi : 10.3390/plants7010010 . ПМЦ 5874599 . ПМИД 29393922.
^ Галлас, Джеймс М. и Эйснер, Мелвин (май 1987 г.). «Флуоресценция меланина в зависимости от длины волны и концентрации возбуждения». Фотохимия и фотобиология . 45 (5): 595–600. doi :10.1111/j.1751-1097.1987.tb07385.x. S2CID 95703924.
