Fluorescence-Correlation-Spectroscopy

Bei der FCS werden Fluktuationen der detektierten Fluoreszenzintensität registriert. Die zeitliche Änderung des Signals kann durch eine Autokorrelationsfunktion beschrieben werden. Dabei wird die Fluktuation der Fluoreszenzintensität zur Zeit t [δF(t)] mit der mittleren Fluoreszenzintensität [F] durch eine normierte Autokorrelationsfunktion [G(t_c)] korreliert (t_c ist die Korrelationszeit).

G(t_c) = F(t + t_c) F(t) / <F²>

Jeder Prozess, der Fluktuationen in der Fluoreszenzintensität hervorruft, z.B. Diffusion, hat eine charakteristische Zeitkonstante (Korrelationszeit). Daraus lassen sich charakteristische Zeiten der Teilchen bestimmen. Diese sind direkt abhängig von der Teilchenmasse und der Form. Das bedeutet, dass jede Erhöhung der Masse eines Biomoleküls, z.B. als Ergebnis einer Wechselwirkung mit einem zweiten Molekül, aus der Erhöhung der Diffusionszeit ermittelt werden kann.

In der Abbildung sieht man die FCS eines fluoreszierenden Nukleotides (ATP-Alexa Fluor 647). Wenn diese Nukleotide an ein Enzym binden, so erhöht sich ihre Rotations-Korrelationszeit (auf Grund ihrer größeren Masse). Deshalb ist die gepunktete Kurve nach rechts verschoben - außerdem ist dies eine sehr empfindliche Methode, um Bindung von kleinen Molekülen an Enzyme nachzuweisen.