荧光共振能量转移（FRET）技术是一种高效的光学显微镜技术，通过能量非辐射转移实现分子间相互作用的检测。结合生物素-亲和素系统的高特异性与高亲和力，FRET-生物素联用技术已成为生物医学研究中的重要工具。本文将系统介绍其原理、应用场景及实验设计要点。
FRET技术的本质是当两个荧光基团（供体与受体）距离小于10 nm且供体发射光谱与受体激发光谱重叠时，供体能量可转移至受体。生物素-亲和素系统因其极高的亲和力（Kd≈10⁻¹⁵ M）和特异性，可作为高效的分子桥接工具。将供体/受体荧光基团分别标记于生物素和亲和素，即可构建对生物分子相互作用高度敏感的检测体系。
蛋白质相互作用研究 通过生物素标记目标蛋白，结合荧光标记的亲和素与FRET配对染料，可实时监测活细胞内蛋白相互作用动力学。例如：GPCR二聚化检测中，生物素标记受体与荧光亲和素结合后，通过FRET效率变化定量结合强度。
核酸检测与成像 生物素修饰的核酸探针与链霉亲和素-荧光染料复合物结合，可用于：
免疫检测平台 基于生物素化抗体与荧光标记亲和素的ELISA/FRET联用技术，检测灵敏度可达fg/mL级别。典型案例如新冠病毒S蛋白检测中，使用生物素-亲和素放大系统结合FRET信号读数，背景噪声降低80%。
细胞膜动力学研究 生物素修饰的细胞表面受体（如EGFR）与量子点标记的亲和素结合，通过FRET效率变化可实时追踪受体聚类过程，时间分辨率达毫秒级。
荧光基团选择 推荐使用光稳定性高的染料对：
生物素化策略
对照实验设计 必须包含：
优势：
挑战：
纳米材料增强系统 金纳米粒子（AuNP）作为FRET受体，结合生物素化DNA探针，可将检测灵敏度提升100倍（Nat. Commun. 2023）
超分辨率应用 FRET与STORM技术联用，实现＜20 nm尺度的生物素化膜蛋白动态成像（Science Adv. 2024）
微流控整合平台 芯片上集成生物素捕获与FRET检测单元，已用于循环肿瘤细胞分选与单细胞分析（Lab Chip, 2023）
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