서울대학교 물리분석실험 - Fret (Foster Resonance Energy Transfer)

소개

서울대학교 물리분석실험 수업을 듣고 작성한 레포트입니다

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Results
4. Discussion
5. Assignment
6. Reference

본문내용

1. Abstract
Foster Resonance Energy Transfer (FRET)은 Donor과 Acceptor이 non-radiative한 방식으로 에너지를 교환하는 현상으로, 다방면의 biomolecule 연구에 사용된다. 이번 실험은 ssDNA (Donor only)와 두 종류의 dsDNA (Donor-Acceptor pair)를 사용하여 dsDNA의 FRET efficiency를 구하는 것이다. sample들에 대한 emission spectrum과 TCSPC 결과를 사용했고, exponential fitting을 통해 fluorescence lifetime을 얻었으며, 이를 통해 간접적으로 FRET efficiency를 측정하는데 성공하였다. 또한, sample들에 대한 emission spectrum, lifetime, FRET 등의 실험 결과를 이론적으로 분석하였다.

2. Introduction
Fluorescence란, 분자가 빛을 흡수하여 S0에서 S1으로 electronic excitation이 발생한 후, vibrational relaxation를 거쳐 S0로의 electronic decay의 과정에서 발생하는 빛이다. 이때, 분자가 excited state에 존재하는 평균 시간을 lifetime τ라고 한다. Fluorescence를 측정할 때, CW laser을 이용해 Steady State를 만들면 wavelength에 따른 intensity를 얻을 수 있다. 반면 Pulse laser를 사용하면 특정 wavelength에서 시간에 따른 decay를 측정할 수 있다. 이번 실험의 TCSPC도 이 유형에 해당한다. 이때, Intensity의 decay는 다음과 같은 식을 따른다.

이로부터, TCSPC 데이터를 통해 시간에 따른 decay curve를 파악할 수 있으면, 적절한 fitting을 통해 τ를 구할 수 있다.

참고자료

· Geoffrey M.Cooper, The Cell : A Molecular Approach, 8th Edition, 2019
· Peter Atkins, Physical Chemistry : Thermodynamics, Structure and Change, 10th Edition, 2014
· Brian A. Pollok et al, <Using GFP inFRET-based applications>, Trends in CELL BIOLOGY, Vol9, 1999
· Michael J. Morten et al, <Stacking-induced fluorescence increase reveals allosteric interactions through DNA>, Nucleic Acids Research, Vol46, 2018
· Christophe Jouvet, Gilles Grégoire, Claude Dedonder Lardeux. What is the meaning of lifetime measurement?. 2006. hal-00023586
· Daniel Sewell et al, <A parameter estimation method for fluorescence lifetime data>, BMC Res Notes, 2015