荧光共振能量转移

荧光共振能量转移（FRET），荧光共振能量转移，共振能量转移（RET）或电子能量转移（EET）是描述两个光敏分子（发色团）之间能量转移的机制。 最初处于电子激发态的供体发色团可以通过非辐射偶极-偶极耦合将能量转移到受体发色团。 这种能量转移的效率与供体和受体之间距离的六次方成反比，使得 FRET 对距离的微小变化极其敏感。

FRET 效率的测量可用于确定两个荧光团是否在彼此的特定距离内。 这种测量被用作包括生物学和化学在内的领域的研究工具。

FRET 类似于近场通信，因为相互作用的半径远小于发射光的波长。 在近场区域，激发的生色团发射出一个虚光子，该光子立即被接收生色团吸收。 这些虚光子是无法检测到的，因为它们的存在违反了能量和动量守恒，因此 FRET 被称为无辐射机制。 量子电动力学计算已用于确定无辐射 (FRET) 和辐射能量转移是单一统一机制的短程和长程渐近线。

当两个发色团都是荧光时，通常使用术语荧光共振能量转移来代替，尽管能量实际上并不是通过荧光转移的。 为了避免错误地解释总是非辐射能量转移的现象（即使发生在两个荧光发色团之间），更喜欢使用荧光共振能量转移这个名称而不是荧光共振能量转移； 然而，后者在科学文献中享有普遍的用法。 FRET 不限于荧光，也与磷光有关。

FRET 效率 ( E {displaystyle E} ) 是能量转移跃迁的量子产率，即每次供体激发事件发生能量转移事件的概率：

E = k ET k f + k ET + ∑ k i ,

其中 k ET 是能量转移率，k f 是供体的辐射衰减率，k i 任何其他去激发途径的速率，不包括向其他受体的能量转移。

FRET 效率取决于许多物理参数，这些参数可归类为：1) 供体和受体之间的距离（通常在 1–10 nm 范围内），2) 供体发射光谱和受体吸收的光谱重叠 光谱，和 3) 供体发射偶极矩和受体吸收偶极矩的相对方向。

E 取决于供体-受体分离距离 r 由于偶极-偶极耦合机制.

其中R 0 是这对供体和受体的Förster距离，即能量转移效率为50%的距离。Förster距离取决于供体发射光谱的重叠积分 具有受体吸收光谱及其相互分子取向，

其中 f D 是供体发射光谱，f D  是供体 发射光谱归一化为 1 的面积，而 ε A 是受体摩尔消光系数，通常从吸收光谱中获得。