细胞生命活动过程中蛋白质的功能及其复杂调控网络的时效性研究，迫切需要发展单个活细胞内同步动态监测多种生物分子事件的新技术与方法。基于荧光蛋白的荧光共振能量转移（FRET）成像是活细胞内动态研究蛋白质-蛋白质相互作用的主要方法之一。自绿色荧光蛋白（GFP）作为生物标记分子以来，研究人员开发了各种不同光学性质的荧光蛋白，使得在活细胞内多色成像成为可能。然而，FRET探针的供体与受体荧光蛋白之间存在较为严重的光谱串扰，FRET成像时通常需要进行复杂的数据处理，才能获得准确的生物分子信息。因此，在单个活细胞内使用多对FRET探针进行多分子事件的同步实时成像，仍是一个很大的技术挑战，远远尚未成为生物学家们研究复杂信号网络的常规工具。
华中科技大学-武汉光电国家实验室（筹）Britton Chance生物医学光子学研究中心张智红教授，一直致力于基于荧光蛋白的分子探针研发和活细胞内蛋白质功能研究。近期在基于荧光蛋白的双分子事件同步实时成像方面上取得了一定的研究进展。该课题组通过光谱分析与比对，发展了以黄色荧光蛋白mVenus和橙色荧光蛋白mKOκ作为供体和受体的新型FRET对。建立了基于mVenus/mKOκ（黄色/橙色）FRET对和mTagBFP /sfGFP（蓝色/绿色）FRET对的双比率同步实时成像新方法，实现了单个细胞胞浆内Src信号和Ca2+信号两种分子事件的无干扰同步实时比率成像监测。建立了基于mVenus/mKOκ (黄色/橙色) FRET对和单荧光蛋白探针Grx1-roGFP2（绿色）的双比率同步实时成像新方法，实现了单个细胞内Src信号和GSH氧化还原电势两种分子事件的无干扰同步实时比率成像监测。应用此新方法研究证明，EGF诱导的Src信号受H2O2的负向调节，这个调节是通过H2O2对细胞内GSH氧化还原系统的作用来实现的。由此可见，该课题组建立的双分子事件同步实时比率成像方法，能够很好地应用于单个活细胞内两种分子事件的相关性与时效性的动态研究。
上述研究成果分别发表在2012年和亚美体育登陆Biosensor and Bioelectronics (SCI, IF=5.602)上(Ratiometric fluorescence imaging of dual bio-molecular events using mVenus/mKOκ-based FRET biosensors and single fluorescent protein biosensor in single living cells. Biosensors and Bioelectronics, 31 (1): 292-298, 2012；Monitoring of dual bio-molecular events using FRET biosensors based on mTagBFP /sfGFP and mVenus/mKOκ fluorescent protein pairs. Biosensors and Bioelectronics. 46: 97-101, 2013.)。论文被亚美体育登陆Chemical Reviews（IF 40.197）综述文章评价：“ 红移的荧光蛋白FRET对mVenus/mKOκ，与单个荧光蛋白探针Grx1-roGFP2.3联用，这两种光谱兼容的探针相互间的串扰最低，从而呈现出极好的时空测量精度。”
该研究工作得到了国家重大科学研究计划(2011CB910401)、国家自然科学基金创新研究群体科学基金（61121004）、国家自然科学基金 (81172153)、国家科技支撑计划 (2010DFR30820) 和新世纪优秀人才计划 (NCET-08-0220)等项目的资助。