荧光光谱在生物医学诊断中是必不可少的。人们可以认为打开荧光灯就像在黑暗的房间里打开手电筒一样。可以设计诊断测定法以用荧光探针标记例如DNA的特定分子。如果存在该特定分子的DNA，则会看到荧光或荧光发生变化。

有时，否则荧光分子会在短时间内停止发光。这被称为荧光闪烁，这使得很难以疾病诊断所需的超低浓度检测生物分子。同时减少用于诊断的眨眼并从眨眼中提取有用的生化信息以进行基础研究的方法将是两全其美的。

在最近在Angewandte Chemie上发表的一项研究中，大阪大学的研究人员使用了一种缩写为COT(光稳定剂)的著名分子来调节生化分析中的荧光闪烁。研究人员使用COT探测DNA分子的结构，并检测超低浓度的癌症RNA生物标志物。

“ COT通过与荧光团物理接触来抑制荧光闪烁，从而增加荧光，”主要作者徐洁解释说。“相比之下，通过被称为荧光共振能量转移(FRET)的广泛使用的技术来调制发射，只能在更长的距离上(在1到10纳米范围内)起作用，并且只能在纳秒级的时间范围内工作。”

研究人员首先在包含内部间隔子的双链DNA上测试了其设置。当COT位于间隔基的一端而荧光团位于另一端时，与不存在COT时相比，荧光更多。但是，荧光闪烁并没有完全消除。研究人员通过测试垫片的化学结构如何调节眨眼来利用这一事实。

“增加间隔基长度并增加pi堆积相互作用-间隔基中芳环之间的非共价相互作用-会增加荧光团在'off'状态下的时间，”资深作者Kiyohiko Kawai说。“ FRET无法提供有关这些亚纳米距离内生物分子动力学的信息。”

接下来，研究人员检测到超低浓度的RNA分子，它是许多癌症的生物标志物。他们首先将载有COT的荧光探针固定在载玻片上。探针被设计成与RNA生物标志物的结合将增加探针的荧光。

“与靶RNA的结合将探针在关闭状态下的时间减少了一半，” Xu说。“这提供了检测癌症生物标志物的明确方法。”

通过这种技术可以检测到超低浓度的疾病相关生物分子，这可以作为早期诊断疾病并促进治疗的方法。此外，现在许多基础的生化研究是可行的，因为研究人员可以在亚纳米尺度和较宽的时间尺度上探测分子运动。

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标签： 癌症生物标记物