Inter‐Nanopartikel FRET für die Biosensorik: Photophysik versus Größe

Kurzzusammenfassung Förster‐Resonanzenergietransfer (FRET) ermöglicht die Quantifizierung von nanoskaligen Abständen und biomolekularen Wechselwirkungen. Lumineszierende Nanopartikel (NP) werden bei FRET häufig mit Fluoreszenzfarbstoffen oder Proteinen kombiniert. Ihre Verwendung in inter‐NP FRET mit lumineszierenden NP als Donor und Akzeptor ist jedoch aufgrund der inhärenten Größenbeschränkungen, die die FRET‐Effizienz begrenzen können, weniger verbreitet. Dieser Aufsatz diskutiert die frühen Fortschritte und den aktuellen Stand von inter‐NP FRET, wobei der Schwerpunkt auf den am häufigsten verwendeten NP liegt, nämlich Quantenpunkten, Hochkonversionsnanopartikeln und fluoreszierenden organischen Nanopartikeln. Wir zeigen, wie die Größe der NP und ihrer Oberflächen die FRET‐Distanzen vergrößern, erörtern, wie diese Nachteile durch die einzigartigen photophysikalischen Eigenschaften der NP überwunden werden können und diskutieren repräsentative Beispiele von inter‐NP‐FRET für die Biosensorik. Hohe Lumineszenzhelligkeit, hervorragende Photostabilität, Anregung und Emission im nahen Infrarotbereich, spektrales und zeitliches Multiplexing und große Oberflächen für multifunktionale Biokonjugation sind nur einige der Merkmale, die lumineszierende NP für die Biosensorik sehr attraktiv machen, und FRET‐Effizienzen von bis zu 90 % haben ihr Potenzial für eine erfolgreiche Umsetzung in bioanalytische Anwendungen gezeigt.