Abstrak
Pencitraan molekul tunggal membutuhkan fluorofor dengan fotostabilitas dan anggaran foton yang luar biasa. Studi ini menyajikan strategi transfer energi intramolekuler (IMET) untuk meningkatkan sifat-sifat penting ini. Kami mengembangkan kaset IMET berbasis xanthene dengan menghubungkan donor dan akseptor secara kovalen, sehingga menghasilkan peningkatan signifikan dalam kinerja pencitraan molekul tunggal. Sementara tumpang tindih spektral yang luas umumnya bermanfaat dalam sistem massal, pencitraan molekul tunggal memerlukan pengoptimalan yang cermat untuk meminimalkan eksitasi akseptor langsung pada daya eksitasi tinggi yang biasanya digunakan. Kaset kami yang dioptimalkan, yang menampilkan rhodamin sebagai donor dan Si-rhodamin sebagai akseptor, menunjukkan efisiensi transfer energi sebesar 94,8%. Konfigurasi ini secara efektif meminimalkan pemutihan akseptor yang disebabkan oleh eksitasi langsung, karena 95% molekul menunjukkan pemutihan foto donor sebelum pemutihan foto akseptor. Manajemen energi yang efisien ini menghasilkan peningkatan fotostabilitas sebesar 670%, yang timbul dari persaingan antara jalur IMET dan pemutihan foto, yang secara efektif menyalurkan energi eksitasi dari proses fotodestruktif. Spektroskopi serapan transien yang diselesaikan waktu mengungkapkan bahwa IMET terjadi pada skala waktu pikodetik, jauh lebih cepat daripada relaksasi fluoresensi (nanodetik) dan pemutihan foto (detik). Khususnya, kaset IMET ini menunjukkan kinerja yang unggul dalam aplikasi pelacakan molekul tunggal, termasuk pada lapisan lipid yang didukung dan dalam pelacakan sel hidup dari dinamika reseptor faktor pertumbuhan epidermal (EGFR), yang menyoroti potensi luas dari strategi IMET untuk memajukan pencitraan molekul tunggal.