用于监控单线态氧的铕(Ⅲ)络合物荧光探针的光物理性质及PET机理
荧光探针的合成及自由基检测研究要点
荧光探针的合成及自由基检测研究摘要荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增，其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点，且荧光现象具有有利的时间表度。
由于物质分子结构不同，其所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同，利用这一特性可以定性鉴别物质。
荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特性，在分子水平上研究某些体系的物理、化学过程和检测某种特殊环境材料的结构及物理性质的方法。
该技术不仅可用于对某些体系的稳态性质进行研究，而且还可对某些体系的快速动态过程如对某种新物种的产生和衰变等进行监测。
这种技术具备极高的灵敏性和极宽的动态时间响应范围的基本特点。
羟基自由基(HO·)和超氧阴离子自由基(O2-·)是生物体内活性氧代谢产生的物质，当体内蓄积过量自由基时，它能损伤细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。
因此，近些年来人们为了预防这类疾病的发生，自由基的研究已逐渐成为热点。
而快速、灵敏和实用的自由基检测方法就显得十分重要。
荧光探针检测自由基具有操作简便、响应迅速、选择性高等多种优点，我们将着重研究一类苯并噻唑结构荧光探针的合成及其对超氧阴离子自由基(O2-·)的检测。
关键词：荧光探针，苯并噻唑，超氧阴离子自由基，自由基检测SYNTHESIS OF FLUORESCENT PROBES AND DETECTION OF FREE RADICALSABSTRACTApplications of fluorescence analysis method in biochemistry, medicine, industry and chemical research grow with each passing day, the reason is that fluorescence analysis method has the advantages of high sensitivity, and the flurescence phenomenon has a favorable time characterization. Since the molecular structure of different materials, the absorption wavelength and fluorescence wavelength of the emitted light is different, this feature can be characterized using differential substances. Fluorescent probe technology is a method using photophysical and photochemical properties for researching some systems’physical and chemical process at the molecular level and detecting a particular structure and physical property of the special environment material. This technology not only can be used for steady-state nature of certain system, but also can monitore fast dynamic processes of a certain system such as the production and decay of a new species. This technology has the basic characteristics of a high degree of sensitivity and very wide dynamic range response time. Hydroxyl radical(HO-·)and superoxide anion radical(O2-·) is a substance produced in vivo metabolism of reactive oxygen species. When the body accumulates excess free radicals that will damage cells thereby causing chronic diseases and aging effects. Thus, in recent years people in order to prevent the occurrence of such diseases, the study of free radicals has become a hot spot. And fast, sensitive and practical method for the detection is very important. Using the fluorescent probes for the detection of free radicals is a simple, quick response, high selectivity variety of advantages. We will focus on the study of a classof synthetic fluorescent probes of benzothiazole structure and detection of superoxide anion radical.Key words：Fluorescent probes, Benzothiazole, Superoxide anion radical, Detection of free radicals目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 荧光 (1)1.2.1 荧光的产生 (1)1.2.2 荧光探针结构特点 (2)1.2.3 荧光探针传感机理 (3)1.2.4 常见荧光团 (3)1.2.5 荧光探针的性能 (5)1.2.6 影响荧光探针性能的因素 (5)1.2.7 荧光淬灭 (5)1.3 自由基 (6)1.3.1 自由基的间接检测技术 (6)1.3.2 自由基的直接检测技术 (7)1.4 研究现状 (8)1.4.1 超氧化物歧化酶(SOD)的检测 (8)1.4.2 2-(2-吡啶)-苯并噻唑啉荧光探针 (8)1.4.3 PF-1和PNF-1 (8)1.4.4 香草醛缩苯胺 (8)1.4.5 Hydroethidine类荧光探针 (9)1.4.6 二(2,4-二硝基苯磺酰基)二氟荧光素 (9)1.5 选题背景和意义 (10)1.6 课题研究内容 (10)2 荧光探针的合成 (11)2.1 引言 (11)2.2 还原文献 (11)2.3 新探针合成 (11)2.3.1 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (11)2.3.2 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.3 2-(苯)-苯并噻唑 (12)2.3.4 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.5 2-(4-硝基苯)-苯并噻唑 (13)2.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (13)2.4 合成小结 (14)2.5 实验药品及规格 (14)2.6 实验仪器及型号 (15)3 实验结果与讨论 (16)3.1 引言 (16)3.2 荧光性能测试 (16)3.2.1 荧光性能待测溶液配制 (16)3.2.2 荧光性能测试结果 (16)3.2.3 测试谱图 (17)3.3 1H NMR数据 (21)3.3.1 2-(2-吡啶)-苯并噻唑 (21)3.3.2 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (22)3.3.3 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (23)3.3.4 2-(苯)-苯并噻唑 (24)3.3.5 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (25)3.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (25)3.3.7 2-(2-噻吩)-苯并噻唑 (26)3.4 反应条件控制及处理 (27)3.5 结论与展望 (27)参考文献 (28)致谢 (30)译文及原文 (31)1 绪论1.1 引言荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增, 其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点, 且荧光现象具有有利的时间表度。
单线态氧
二、单线态氧在生命体系中的作用
2.1单线态氧与生物分子的作用 单线态氧与生物分子的作用
2.1.1单线态氧与 单线态氧与DNA的作用 单线态氧与 的作用 2.1.2单线态氧与脂质及胆固醇的作用 单线态氧与脂质及胆固醇的作用
1
O2 R
OOH R' + R
OOH R'
R
R'
2.1.3单线态氧与氨基酸的作用 单线态氧与氨基酸的作用
•在单线态氧检测中的应用
用于检测不同卤素离子浓度下， 用于检测不同卤素离子浓度下，氯过氧化氢酶产生1Ο2的能力
•为溴离子；ο为氯离子 为溴离子；
J. Karnovsky, J. Bio. Chem., 1984, 259, 5596.
用于研究析相体系中 用于研究析相体系中1O2的分布
V－型区为水相，周围为甲苯 －型区为水相，
常用的光敏化剂有：玫瑰红、荧光黄、丫啶红、亚甲基蓝等。 常用的光敏化剂有：玫瑰红、荧光黄、丫啶红、亚甲基蓝等。 在生物体内核黄素及其衍生物、叶绿素a和b、视黄素、血卟 在生物体内核黄素及其衍生物、叶绿素 和 、视黄素、 啉和各种嘌呤也能在光照时产生单线态氧。
3.2 氧气放电
O2 + hυ υ
H2O2 + OCl1
1.3.1单线态氧与单烯烃反应 单线态氧与单烯烃反应
HOO
+
O2(1∆g)
O O
Gorman A. A. Rodgers M. A. J. Chem. Soc. Rev. 1981, 10, 205.
1.3.2 单线态氧与链状、环状、芳香、杂环 单线态氧与链状、环状、芳香、 芳香型共轭π键发生 键发生Diels-Alder型加成 芳香型共轭 键发生 型加成
一种基于DPBF的单线态氧纳米探针
一种基于DPBF的单线态氧纳米探针于印霄;王小卉;陈雪桥;刘元安【摘要】为了实现光动力治疗过程中单线态氧的检测,设计了一种水溶性良好的单线态氧纳米探针.首先利用再沉淀法将1,3二苯基异苯并呋喃(DPBF)封装于纳米颗粒中,然后对纳米探针进行透射电镜、动态光散射粒径和吸收光谱表征,表明纳米颗粒具有良好的分散性,粒径约为200 nm,在426 nm左右具有DPBF的特征吸收峰,最后选择吲哚菁绿(ICG)作为光敏剂,利用纳米探针的吸收峰变化检测单线态氧的产生.结果表明该纳米探针对单线态氧具有高灵敏度,在光动力治疗过程中单线态氧的检测方面具有良好的应用价值.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2019(040)008【总页数】6页(P987-992)【关键词】DPBF;单线态氧检测;纳米探针;光动力治疗【作者】于印霄;王小卉;陈雪桥;刘元安【作者单位】北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京 100876;北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京100876;北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京100876;北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京100876【正文语种】中文【中图分类】O482.311 引言光动力疗法(Photodynamic therapy,PDT)是一种基于光敏药物吸光产生高活性氧(主要是单线态氧，1O2)、进而杀死肿瘤细胞的治疗方法[1-2]。
在正常情况下，细胞内单线态氧水平很低，单线态氧的产生与清除处于动态平衡中，一旦打破平衡，将引起一系列生理反应，严重时将导致细胞死亡[3-4]。
因此，有效地检测单线态氧浓度变化对于评估光动力治疗效果具有重要的意义。
目前常见的单线态氧检测方法主要有电子顺磁共振法(ESR)、直接测定法、分光光度法和荧光光度法等。
ESR方法灵敏度高，选择性好，但测定的ESR信号受到共存离子、溶剂等条件的影响，检测误差较大，而且仪器的操作程序相对复杂；直接测定法对生物体无侵害，选择性高，但灵敏度低，检出信号弱，无法用于低浓度1O2的检测；分光光度法和荧光光度法选择性好，但大多探针水溶性较差，不利于生物体系内1O2的测定[5]。
第二讲-荧光探针
反映的是基态与所有与该荧光发射有关的能级之间的跃迁。
发射光谱：固定激发波长（一般为激发波段中感兴趣的峰位）， 扫描化合物的发射光强与发射光波长的关系曲线。
光谱
对同一个荧光化合物而言，在其激发光谱范围内，采用 任一波长进行激发，得到的荧光光谱只会有一个发射带。
荧光探针受到周围环境的影响，使其发生荧光发射发生变化，从而 使人们获知周围环境的特征或者环境中存在的某种特定信息。
荧光分子探针的优点
灵敏度高 选择性好 使用方便 成本低 不需预处理 不受外界电磁场影响 远距离发光
荧光分子探针的结构
荧光分子探针通常由三部分组成： 识别基团接收器（Receptor） 荧光基团报告器（Reporter） 连接器（Relay）
1、表面吸附：实验室常用的器皿如瓶子、吸管、移液 管、试管等对物质具有吸附能力。特别是使用有机溶剂时， 这种吸附更为严重。而且所用的溶剂极性越小，吸附作用越 显著。在稀溶液分析中，器壁的吸附作用是不能忽略的。
克服表面吸附的办法：（1）减少表面接触的机会；（2）使 用非极性有机溶剂时 ，加入少量极性溶剂（如乙醇）；
一般溶剂效应：溶剂的折射率和介电常数对荧光物质荧 光性质的影响。
特殊溶剂效应：荧光物质和溶剂分子之间的特殊化学作 用，如氢键。
一般溶剂效应是普遍存在的 ，而特殊溶剂效应则决定于 溶剂和荧光体的化学结构。特殊溶剂效应所引起的荧光物质 的荧光性质的变化往往比一般溶剂效应所引起的显著 。
（三）温度
温度是溶液荧光的重要影响因素。 一般而言，溶液中荧光物质的荧光量子 产率和荧光强度随温度的降低而增强， 随着温度的升高而减弱。在检测温度系 数（温度每升高1°C，溶液荧光变化的 百分数）大的样品或进行荧光参数的精 确测量[如荧 光各向异性（荧光偏振） 的测定）时，应使用恒温装置。
一种基于DPBF的单线态氧纳米探针
第４０卷㊀第８期２０１９年８月发㊀光㊀学㊀报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥＶｏｌ ４０Ｎｏ ８Ａｕｇ.ꎬ２０１９文章编号:１０００￣７０３２(２０１９)０８￣０９８７￣０６一种基于ＤＰＢＦ的单线态氧纳米探针于印霄ꎬ王小卉∗ꎬ陈雪桥ꎬ刘元安(北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室ꎬ北京㊀１００８７６)摘要:为了实现光动力治疗过程中单线态氧的检测ꎬ设计了一种水溶性良好的单线态氧纳米探针ꎮ首先利用再沉淀法将１ꎬ３二苯基异苯并呋喃(ＤＰＢＦ)封装于纳米颗粒中ꎬ然后对纳米探针进行透射电镜㊁动态光散射粒径和吸收光谱表征ꎬ表明纳米颗粒具有良好的分散性ꎬ粒径约为２００ｎｍꎬ在４２６ｎｍ左右具有ＤＰＢＦ的特征吸收峰ꎬ最后选择吲哚菁绿(ＩＣＧ)作为光敏剂ꎬ利用纳米探针的吸收峰变化检测单线态氧的产生ꎮ结果表明该纳米探针对单线态氧具有高灵敏度ꎬ在光动力治疗过程中单线态氧的检测方面具有良好的应用价值ꎮ关㊀键㊀词:ＤＰＢＦꎻ单线态氧检测ꎻ纳米探针ꎻ光动力治疗中图分类号:Ｏ４８２.３１㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３７８８/ｆｇｘｂ２０１９４００８.０９８７ＡＳｉｎｇｌｅｔＯｘｙｇｅｎＮａｎｏｐｒｏｂｅＢａｓｅｄｏｎＤＰＢＦＹＵＹｉｎ￣ｘｉａｏꎬＷＡＮＧＸｉａｏ￣ｈｕｉ∗ꎬＣＨＥＮＸｕｅ￣ｑｉａｏꎬＬＩＵＹｕａｎ￣ａｎꎬ(ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷｏｒｋＳａｆｅｔｙＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎬＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１００８７６ꎬＣｈｉｎａ)∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｗａｎｇｘｉａｏｈｕｉ＠ｂｕｐｔ.ｅｄｕ.ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｄｕｒｉｎｇｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙꎬａｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｎａｎｏｐｒｏｂｅｗｉｔｈｇｏｏｄｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.Ｆｉｒｓｔｌｙꎬｔｈｅ１ꎬ３ｄｉｐｈｅｎｙｌｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ(ＤＰＢＦ)ｗａｓｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｙｒｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｎｔｈｅｎａｎｏ￣ｐｒｏｂｅｓｗｅｒｅｃｈａｒ￣ａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙꎬｄｙｎａｍｉｃｌｉｇｈｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ.Ｔｈｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｗｉｔｈｇｏｏｄｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｉｓａｂｏｕｔ２００ｎｍａｎｄｈａｓａｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｂｓｏｒｐ￣ｔｉｏｎｐｅａｋｏｆＤＰＢＦａｔａｒｏｕｎｄ４２６ｎｍ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅｇｒｅｅｎ(ＩＣＧ)ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓａｐｈｏｔｏｓｅｎ￣ｓｉｔｉｚｅｒꎬａｎｄｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅａｋｏｆｔｈｅｎａｎｏｐｒｏｂｅ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎａｎｏｐｒｏｂｅｈａｓｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎａｎｄｉｓｐｒｏｍｉｓ￣ｉｎｇｉｎｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｆｏｒｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＤＰＢＦꎻｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｎａｎｏｐｒｏｂｅꎻｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙ㊀㊀收稿日期:２０１８￣０８￣１６ꎻ修订日期:２０１８￣１０￣２５㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(６１６０５０１４)ꎻ中央高校基本科研业务费专项资金(２０１８ＲＣ１８ꎬ２０１８ＲＣ１７)资助项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(６１６０５０１４)ꎻＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｓｆｏｒＴｈｅＣｅｎｔｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉ￣ｔｉｅｓ(２０１８ＲＣ１８ꎬ２０１８ＲＣ１７)１㊀引㊀㊀言光动力疗法(ＰｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙꎬＰＤＴ)是一种基于光敏药物吸光产生高活性氧(主要是单线态氧ꎬ１Ｏ２)㊁进而杀死肿瘤细胞的治疗方法[１￣２]ꎮ在正常情况下ꎬ细胞内单线态氧水平很低ꎬ单线态氧的产生与清除处于动态平衡中ꎬ一旦打破平衡ꎬ将引起一系列生理反应ꎬ严重时将导致细胞死亡[３￣４]ꎮ因此ꎬ有效地检测单线态氧浓度变化对于评估光动力治疗效果具有重要的意义ꎮ９８８㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷目前常见的单线态氧检测方法主要有电子顺磁共振法(ＥＳＲ)㊁直接测定法㊁分光光度法和荧光光度法等ꎮＥＳＲ方法灵敏度高ꎬ选择性好ꎬ但测定的ＥＳＲ信号受到共存离子㊁溶剂等条件的影响ꎬ检测误差较大ꎬ而且仪器的操作程序相对复杂ꎻ直接测定法对生物体无侵害ꎬ选择性高ꎬ但灵敏度低ꎬ检出信号弱ꎬ无法用于低浓度１Ｏ２的检测ꎻ分光光度法和荧光光度法选择性好ꎬ但大多探针水溶性较差ꎬ不利于生物体系内１Ｏ２的测定[５]ꎮ近年来ꎬ具有高灵敏度和良好水溶性的单线态氧探针在生物医学领域受到越来越多的关注ꎮ单线态氧荧光探针(ＳｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｇｒｅｅｎꎬＳＯＳＧ)具有较好的水溶性ꎬ可以间接测量１Ｏ２浓度[６￣７]ꎬ但其自身在紫外光照下会产生１Ｏ２ꎬ且细胞吞噬效率较低ꎬ因此导致其在定量检测１Ｏ２和亚细胞水平应用方面存在一定的局限性[８￣１０]ꎮ１ꎬ３二苯基异苯并呋喃(ＤＰＢＦ)是一种常用的１Ｏ２指示剂[１１]ꎬ能快速与１Ｏ２进行反应[１２￣１３]ꎬ对少量１Ｏ２具有比ＳＯＳＧ更高的敏感性ꎮＰｉｎｇ等[１４]将ＤＰＢＦ包埋于纳米颗粒中ꎬ通过共聚焦显微镜对吞噬纳米颗粒的癌细胞进行荧光成像ꎬ根据荧光成像强度变化监测光动力治疗过程中细胞内单线态氧的变化ꎮ在光动力治疗领域ꎬ纳米探针正逐渐用于检测细胞内１Ｏ２[１５]ꎬ通过生物兼容纳米颗粒负载非水溶性的单线态氧检测剂ꎬ可以拓展其在生物检测方面的应用ꎮ总之ꎬ我们需要发展更多新型㊁简便且灵敏度较高的水溶性单线态氧检测材料ꎮ本文首先基于再沉淀法制备了二氧化硅包覆ＤＰＢＦ的单线态氧纳米探针ꎮ其中采用高分子材料聚苯乙烯(ＰＳ)和十二烷基三甲氧基硅烷(ＤＴＳ)作为基质ꎬＤＴＳ水解在纳米颗粒表面形成二氧化硅壳层ꎬＤＰＢＦ随机地分散于纳米颗粒内部ꎬ即形成包覆ＤＰＢＦ的纳米颗粒[１６]ꎮ然后选择吲哚菁绿(ＩＣＧ)作为光敏剂ꎬ采用８０８ｎｍ激光辐照ꎬ通过观察纳米探针的吸收峰强度变化检测单线态氧的产生[１７￣１９]ꎮ随着激光辐照剂量的增加ꎬ纳米探针的吸收峰逐渐被猝灭ꎬ表明该纳米探针对单线态氧具有高灵敏度ꎬ可以用来监测光动力治疗中的单线态氧浓度变化ꎮ２㊀实㊀㊀验２.１㊀材料与仪器本实验中所需要的化学试剂:１ꎬ３二苯基异苯并呋喃(ＤＰＢＦ)㊁聚苯乙烯(ＰＳ)㊁十二烷基三甲氧基硅烷㊁四氢呋喃(ＴＨＦ)均购自Ｓｉｇｍａ￣Ａｌｄｒｉｃｈꎬ吲哚菁绿(ＩＣＧ)和二甲基亚砜(ＤＭＳＯ)购自百灵威科技有限公司ꎬ氨水购自国药集团化学试剂有限公司ꎮ以上所有试剂购买后配成溶液直接使用ꎮ在实验过程中均用１８ＭΩ/ｃｍ的去离子水ꎮ２.２㊀样品制备方法与步骤采用再沉淀法制备包覆ＤＰＢＦ的单线态氧纳米探针ꎬ首先配置ＤＰＢＦ(５００ˑ１０－６ｇ/ｍＬ)㊁ＰＳ(２０００ˑ１０－６ｇ/ｍＬ)和ＤＴＳ(２０００ˑ１０－６ｇ/ｍＬ)的ＴＨＦ溶液ꎻ待溶液充分溶解后ꎬ分别配置ＤＰＢＦ㊁ＰＳ和ＤＴＳ质量比为１０ʒ４０ʒ５０㊁１５ʒ３５ʒ５０㊁２０ʒ３０ʒ５０和２５ʒ２５ʒ５０的混合溶液ꎬ并通过添加ＴＨＦ使其最终浓度为４００ˑ１０－６ｇ/ｍＬꎻ然后取０.５ｍＬ混合溶液在超声振荡条件下迅速注入到８ｍＬ的去离子水溶液中ꎬ并且调节溶液的ｐＨ值为９ꎻ最后将悬浮液静置２ｈꎬ并于去离子水中透析２４ｈ以除去有机溶剂四氢呋喃ꎬ即得到包覆ＤＰＢＦ的纳米颗粒ꎮ２.３㊀纳米颗粒表征方法实验过程中纳米颗粒的吸收光谱由日本分光株式会社生产的型号为Ｖ￣５５０的紫外分光光度计测得ꎻ样品的透射电子显微镜成像由日立公司生产型号为ＪＥＭ１４００ＥＸ的透射电子显微镜测得ꎻ利用马尔文公司生产的型号为ＮａｎｏＺＳ９０的激光粒度仪对纳米颗粒的动态光散射粒径进行表征ꎮ３㊀结果及讨论３.１㊀单线态氧纳米探针的制备与表征基于再沉淀法制备二氧化硅包覆ＤＰＢＦ的单线态氧纳米探针ꎮ在超声条件下把聚苯乙烯㊁硅氧烷和ＤＰＢＦ的混合溶液注入到ｐＨ＝９的溶液中ꎻ注入后疏水的聚苯乙烯和硅氧烷为避免与水接触ꎬ向内折叠成球形纳米颗粒ꎬＤＰＢＦ随机地分散于纳米颗粒中ꎻ硅氧烷基团在碱性环境下迅速发生水解和缩聚ꎬ在纳米颗粒表面形成二氧化硅壳层ꎬ可以有效地将ＤＰＢＦ与水隔离ꎬ进而起到保护作用ꎮ纳米探针的形貌通过透射电子显微镜进行表征ꎬ如图１(ａ)所示ꎬ纳米颗粒分布较为均匀ꎬ分散性良好ꎬ呈球形ꎬ表面光滑ꎬ粒径约为２００ｎｍꎮ图１(ｂ)是马尔文粒度仪测得的动态光散射粒径ꎬ纳米颗粒的粒径主要分布在２００ｎｍ左右ꎬ与透射电镜测得的粒径结果一致ꎮ放置４８ｈ以后ꎬ纳米颗粒的动态光散射粒径略微增加ꎬ约为㊀第８期于印霄ꎬ等:一种基于ＤＰＢＦ的单线态氧纳米探针９８９㊀Voltage waveform Intensity ｗａveform0.5滋m2015110000d /nmI n t e n s i t y /%1000100101050nps10110000d /nmI n t e n s i t y /%1000100105nps after 48h15（a ）（b ）（c ）图１㊀(ａ)单线态氧纳米探针的ＴＥＭ图像ꎻ(ｂ)单线态氧纳米探针的动态光散射粒径分布ꎻ(ｃ)放置４８ｈ后ꎬ纳米探针的粒径分布ꎮＦｉｇ.１㊀(ａ)ＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｎａｎｏｐｒｏｂｅｓ.(ｂ)Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｉａｍｅｔｅｒｄａｔａｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｄｙｎａｍｉｃｌｉｇｈｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ.(ｃ)Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｉａｍ￣ｅｔｅｒｒｅｃｏｒｄｅｄａｆｔｅｒ４８ｈ.0.3400700姿/nmA b s o r p t i o n0.40.20.10300500600800900DPBF DPBF 鄄NPs图２㊀ＤＰＢＦ溶于ＤＭＳＯ溶液中和封装于纳米颗粒内的吸收光谱Ｆｉｇ.２㊀ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＤＰＢＦｄｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎＤＭＳＯａｑｕｅ￣ｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｎｄｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｉｎｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ２３０ｎｍ左右(图１(ｃ))ꎬ证明其具有较好的稳定性ꎮ图２为ＤＰＢＦ分别溶于ＤＭＳＯ溶液中和封装于纳米颗粒内的吸收光谱ꎮ溶解于ＤＭＳＯ中的ＤＰＢＦ吸收峰位于４１０ｎｍ左右ꎬ而纳米颗粒中的ＤＰＢＦ吸收峰则位于４２６ｎｍꎬ吸收峰红移是由于ＤＰＢＦ的局域环境发生改变引起的ꎮ３.２㊀单线态氧敏感性检测为了选择最佳的ＤＰＢＦ掺杂浓度以制备高灵敏度的单线态氧纳米探针ꎬ我们分析了封装不同比例ＤＰＢＦ(１０％㊁１５％㊁２０％㊁２５％)的ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ的吸收光谱随激光辐照的变化情况(图３)ꎮ随着ＤＰＢＦ浓度的增大ꎬＤＰＢＦ￣ＮＰｓ位于４２６ｎｍ的吸收峰逐渐增强ꎮ为测试其单线态氧敏感性ꎬ取２ｍＬＤＰＢＦ￣ＮＰｓ分散溶液与２０μＬ的０.１ｍｇ/ｍＬ的ＩＣＧ溶液混合ꎬ然后利用８０８ｎｍ激光器进行激光辐照ꎬ即获得ＤＰＢＦ吸收强度随辐照时间变化的曲线ꎮ如图４(ａ)所示ꎬ随着激光辐照时间的增加ꎬＤＰＢＦ和ＩＣＧ的吸收峰逐渐降低ꎮ辐照１２ｍｉｎ以后ꎬＤＰＢＦ的吸收峰几乎完全猝灭ꎮ表明ＩＣＧ被光激发后产生单线态氧ꎬ并与纳米颗粒中的ＤＰＢＦ反应ꎬ致使其吸收逐渐降低[２０￣２３]ꎮ为了描述不同掺杂浓度的纳米探针对单线态氧的敏感性ꎬ我们分析３７５~４７５ｎｍ之间的吸收峰面积变化来定量表征ＤＰＢＦ的猝灭效果ꎮ如图４(ｂ)所示ꎬ１０％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ中ＤＰＢＦ含量相对较少ꎬ辐照后猝灭率约为７０％ꎻ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ在激光照射１２ｍｉｎ之后ꎬ猝灭率达到８６％ꎮ表明更多比例的ＤＰＢＦ与１Ｏ２发生了反应ꎬ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ对单线态氧具有良好的敏感性ꎮ而对于２０％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓꎬ由于其ＤＰＢＦ掺杂浓度相对较高ꎬ猝灭率低于１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓꎮ为了研究在不同辐照功率下ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ对单0.4400700姿/nmA b s o r p t i o n0.60.2030050060080010%鄄DPBF 鄄NPs 15%鄄DPBF 鄄NPs 20%鄄DPBF 鄄NPs 25%鄄DPBF 鄄NPs图３㊀掺杂不同浓度ＤＰＢＦ的纳米颗粒的吸收光谱Ｆｉｇ.３㊀Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｏｐｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒ￣ｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＤＰＢＦ９９０㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷0.4400700姿/nmA b s o r p t i o n0.50.203005006009000min 3min 6min 9min 12min0.60.30.1800（a ）0.809t /minA b s o r p t i o n1.00.40360.60.212（b ）10%鄄DPBF 鄄NPs 15%鄄DPBF 鄄NPs 20%鄄DPBF 鄄NPs图４㊀(ａ)１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ在１３０ｍＷ激光辐照下的吸收光谱ꎬ每辐照３ｍｉｎ后进行吸收光谱表征ꎻ(ｂ)不同ＤＰＢＦ掺杂浓度的纳米探针的吸收峰猝灭ꎮＦｉｇ.４㊀(ａ)Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓｕｎｄｅｒｌａ￣ｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ.Ａｆｔｅｒ３ｍｉｎｏｆｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎꎬｔｈｅａｂｓｏｒｐ￣ｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｉｓｔｅｓｔｅｄ.(ｂ)Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅａｋｑｕｅｎｃｈ￣ｉｎｇｏｆｎａｎｏｐｒｏｂｅｓｄｏｐｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＤＰＢＦｃｏｎｃｅｎ￣ｔｒａｔｉｏｎｓａｆｔｅｒｌａｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ.线态氧的敏感性ꎬ我们进一步选择５０ｍＷ和２１０ｍＷ的激光进行辐照ꎬ然后表征其吸收光谱变化ꎮ如图５(ａ)所示ꎬ５０ｍＷ激光辐照１２ｍｉｎ后ꎬＤＰＢＦ吸收强度猝灭率约为４０％ꎻ采用２１０ｍＷ激光辐照后ꎬ可能由于功率过高ꎬ破坏了光敏剂的荧光基团ꎬ致使ＩＣＧ产生单线态氧的效率变低ꎬ１２ｍｉｎ后猝灭效率比１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ略低ꎬ约为７５％ꎮ实验结果表明选择合适的激光功率可以优化ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ对单线态氧的检测效果ꎮ为了分析单线态氧纳米探针的光稳定性ꎬ我们使用１３０ｍＷ的激光辐照１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓꎮ如图５(ｂ)所示ꎬＤＰＢＦ的吸收峰变化微弱ꎬ激光辐照１２ｍｉｎ后仅下降约２％ꎬ证明ＤＰＢＦ具有比较强的光稳定性ꎮ由于ＩＣＧ存在光热现象ꎬ在持续的激光辐照下ꎬ纳米探针的环境温度会发生变化ꎮ因此ꎬ我们分析了纳米探针在不同温度下的吸收光谱ꎬ可以看出当温度由２０ħ升高到４０ħ时ꎬＤＰＢＦ的峰值下降约１０％ꎬ对比单线态氧的猝灭效果ꎬ温度对0.809t /minA b s o r p t i o n1.00.40360.60.212（a ）50mW 130mW 210mW0.4400700姿/nmA b s o r p t i o n0.203005006009000min 3min 6min 9min 12min0.30.1800（b ）0.5400700姿/nmA b s o r p t i o n0.230050060020℃30℃40℃0.30.1800（c ）0.40图５㊀(ａ)在不同功率的激光辐照下ꎬ单线态氧敏感性的柱状图ꎻ(ｂ)１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ在１３０ｍＷ激光辐照下的吸收光谱ꎻ(ｃ)在不同温度下ꎬ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ吸收峰的变化趋势图ꎮＦｉｇ.５㊀(ａ)Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｎａｎｏ￣ｐｒｏｂｅｓｕｎｄｅｒｌａｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｗｅｒ.(ｂ)Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓｉｒｒａｄｉａｔｅｄｂｙ１３０ｍＷｌａｓｅｒ.(ｃ)Ｔｒｅｎｄｓｏｆａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅａｋｏｆ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ.纳米探针的影响较弱ꎮ为分析单线态氧纳米探针的检测灵敏度ꎬ我们分别使用溶于ＤＭＳＯ中的ＤＰＢＦ溶液和封装ＤＰＢＦ的荧光纳米探针对ＩＣＧ的光动力现象进行检测ꎮ首先取２０μＬ的０.５ｍｇ/ｍＬＤＰＢＦ溶液与微量ＩＣＧ混合ꎬ待混合均匀后进行激光辐照ꎬ然后表征吸收光谱ꎮ如图６所示ꎬ随着辐照时间的增加ꎬ溶于ＤＭＳＯ中的ＤＰＢＦ猝灭率仅约为１０％ꎮ这是因为ＤＰＢＦ溶解于有机溶剂ꎬ在水中的溶解㊀第８期于印霄ꎬ等:一种基于ＤＰＢＦ的单线态氧纳米探针９９１㊀性差ꎬ单线态氧不易与ＤＰＢＦ接触发生反应ꎬ从而导致水溶液中１Ｏ２的检测灵敏度较低[２４]ꎮ因此在t /minA b s o r p t i o n图６㊀溶解于ＤＭＳＯ中的ＤＰＢＦ与ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ对单线态氧的敏感性对比Ｆｉｇ.６㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆＤＰＢＦｉｎＤＭＳＯａｎｄＤＰＢＦ￣ＮＰｓｔｏｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎ光动力治疗过程中ꎬ将单线态氧检测剂封装于纳米颗粒中制成水溶性较好的纳米探针ꎬ能够优化单线态氧的检测效果ꎮ４㊀结㊀㊀论本文从光动力治疗出发ꎬ通过简单易制的方法制备了一种新型的单线态氧纳米探针ꎮ该探针具有核壳型结构ꎬ在二氧化硅包覆的核心部分掺杂ＤＰＢＦ分子ꎬ有效提高了探针分子的水溶性ꎬ进而提高了纳米探针的单线态氧灵敏度ꎮ通过分析不同ＤＰＢＦ掺杂浓度和激光辐照功率ꎬ发现在１３０ｍＷ激光辐照下ꎬ１５％￣ＤＰＢＦ￣ＮＰｓ的吸收峰有明显的下降ꎬ猝灭率能够达到８６％ꎮ该单线态氧纳米探针具有较小粒径㊁良好水溶性和高的灵敏度ꎬ在光动力治疗领域具有很广阔的应用前景ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]ＳＡＮＡＢＲＩＡＬＭꎬＲＯＤＲÍＧＵＥＺＭＥꎬＣＯＧＮＯＩＳꎬｅｔａｌ..Ｄｉｒｅｃｔａｎｄｉｎｄｉｒｅｃｔｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｃｅｌｌｕｌａｒａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔｕｍｏｒｍｉｃｒｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].Ｂｉｏｃｈｉｍ.Ｂｉｏｐｈｙｓ.Ａｃｔａꎬ２０１３ꎬ１８３５(１):３６￣４５.[２]ＤＯＬＭＡＮＳＤＥＪＧＪꎬＦＵＫＵＭＵＲＡＤꎬＪＡＩＮＲＫ.Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙｆｏｒｃａｎｃｅｒ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｒｅｖ.Ｃａｎｃｅｒꎬ２００３ꎬ３(５):３８０￣３８７.[３]ＶＡＵＰＥＬＰꎬＭＡＹＥＲＡ.Ｈｙｐｏｘｉａｉｎｃａｎｃｅｒ:ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｎｄｉｍｐａｃｔｏｎｃｌｉｎｉｃａｌｏｕｔｃｏｍｅ[Ｊ].ＣａｎｃｅｒＭｅｔａｓｔａｓｉｓＲｅｖ.ꎬ２００７ꎬ２６(２):２２５￣２３９.[４]ＢＵＳＣＨＴＭꎬＸＩＮＧＸＭꎬＹＵＧＱꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｅｎｃｅｒａｔｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｉｎｔｒａｔｕｍｏｒｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｉｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｎｄｃｙｔｏｔｏｘｉｃｒｅ￣ｓｐｏｎｓｅｓｔｏｐｈｏｔｏｆｒｉｎｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙ[Ｊ].Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ.Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ.Ｓｃｉ.ꎬ２００９ꎬ８(１２):１６８３￣１６９３.[５]吕庆銮ꎬ张苗ꎬ岳宁宁ꎬ等.单线态氧的检测及分析应用研究进展[Ｊ].化学分析计量ꎬ２００８ꎬ１７(３):７４￣７７.ＬÜＱＬꎬＺＨＡＮＧＭꎬＹＵＥＮＮꎬｅｔａｌ..Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ａｎａｌ.Ｍｅｔｅｒ.ꎬ２００８ꎬ１７(３):７４￣７７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[６]ＦＬＯＲＳＣꎬＦＲＹＥＲＭＪꎬＷＡＲＩＮＧＪꎬｅｔａｌ..Ｉｍａｇｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｉｎｖｉｖｏｕｓｉｎｇａｎｅｗｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎ￣ｓｏｒꎬｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｇｒｅｅｎ [Ｊ].Ｊ.Ｅｘｐ.Ｂｏｔ.ꎬ２００６ꎬ５７(８):１７２５￣１７３４.[７]ＬＩＮＨＹꎬＳＨＥＮＹꎬＣＨＥＮＤＦꎬｅｔａｌ..Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｙｏｎｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｇｒｅｅｎ[Ｊ].Ｊ.Ｆｌｕｏｒｅｓｃ.ꎬ２０１３ꎬ２３(１):４１￣４７.[８]ＲＡＧÀＳＸꎬＪＩＭÉＮＥＺ￣ＢＡＮＺＯＡꎬＳÁＮＣＨＥＺ￣ＧＡＲＣÍＡＤꎬｅｔａｌ..Ｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｓａｔｉｏｎｂｙｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｇｒｅｅｎ [Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｃｏｍｍｕｎ.ꎬ２００９ꎬ２０(２０):２９２０￣２９２２.[９]ＧＯＬＬＭＥＲＡꎬＡＲＮＢＪＥＲＧＪꎬＢＬＡＩＫＩＥＦＨꎬｅｔａｌ..Ｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｇｒｅｅｎ :ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｉｎａｍａｍｍａｌｉａｎｃｅｌｌ[Ｊ].Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ.Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ.ꎬ２０１１ꎬ８７(３):６７１￣６７９.[１０]ＫＩＭＳꎬＦＵＪＩＴＳＵＫＡＭꎬＭＡＪＩＭＡＴ.Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｇｒｅｅｎ[Ｊ].Ｊ.Ｐｈｙｓ.Ｃｈｅｍ.Ｂꎬ２０１３ꎬ１１７(４５):１３９８５￣１３９９２.[１１]ＴＡＮＩＥＬＩＡＮＣꎬＳＣＨＷＥＩＴＺＥＲＣꎬＭＥＣＨＩＮＲꎬｅｔａｌ..Ｑｕａｎｔｕｍｙｉｅｌｄｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｍｏｎｏｍｅｒｉｃａｎｄａｇ￣ｇｒｅｇａｔｅｄｆｏｒｍｓｏｆｈｅｍａｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ[Ｊ].ＦｒｅｅＲａｄｉｃａｌＢｉｏｌ.Ｍｅｄ.ꎬ２００１ꎬ３０(２):２０８￣２１２.[１２]ＡＵＢＲＹＪＭꎬＰＩＥＲＬＯＴＣꎬＲＩＧＡＵＤＹＪꎬｅｔａｌ..Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｂｉｎｄｉｎｇｏｆｏｘｙｇｅｎｔｏａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ[Ｊ].Ａｃｃ.Ｃｈｅｍ.Ｒｅｓ.ꎬ２００３ꎬ３６(９):６６８￣６７５.[１３]ＺＨＡＮＧＸＦꎬＬＩＸＬ.Ｔｈｅｐｈｏｔｏｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｐｈｅｎｙｌｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ[Ｊ].Ｊ.Ｌｕｍｉｎ.ꎬ２０１１ꎬ１３１(１１):２２６３￣２２６６.９９２㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷[１４]ＰＩＮＧＪＴꎬＰＥＮＧＨＳꎬＱＩＮＪＬꎬｅｔａｌ..Ａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｎａｎｏｐｒｏｂｅｆｏｒｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｄｕｒ￣ｉｎｇｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙ[Ｊ].Ｍｉｃｒｏｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０１８ꎬ１８５(５):２６９￣２７６.[１５]ＹＵＡＮＹＹꎬＺＨＡＮＧＣＪꎬＸＵＳＤꎬｅｔａｌ..Ａｓｅｌｆ￣ｒｅｐｏｒｔｉｎｇＡＩＥｐｒｏｂｅｗｉｔｈａｂｕｉｌｔ￣ｉｎｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔａｒｇｅｔｅｄｐｈｏ￣ｔｏｄｙｎａｍｉｃａｂｌａｔｉｏｎｏｆｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｓｃｉ.ꎬ２０１６ꎬ７(３):１８６２￣１８６６.[１６]ＰＥＮＧＨＳꎬＣＨＩＵＤＴ.Ｓｏｆｔｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｉｎｇ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.Ｒｅｖ.ꎬ２０１５ꎬ４４(１４):４６９９￣４７２２.[１７]ＡＤＡＭＳＤＲꎬＷＩＬＫＩＮＳＯＮＦ.Ｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｉｎｌｉｑｕｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎ[Ｊ].Ｊ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬＦａｒａｄａｙＴｒａｎｓ.２ꎬ１９７２ꎬ６８:５８６￣５９３.[１８]ＷＡＮＧＸＨꎬＰＥＮＧＨＳꎬＹＡＮＧＷꎬｅｔａｌ..Ｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅｇｒｅｅｎ￣ｐｌａｔｉｎｕｍｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｊｕｇａｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒｈｙｂｒｉｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｎｅａｒ￣ｉｎｆｒａｒｅｄ￣ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌａｎｄｔｗｏ￣ｐｈｏｔｏｎｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙ[Ｊ].Ｊ.Ｍａｔｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｂꎬ２０１７ꎬ５(９):１８５６￣１８６２.[１９]ＳＥＯＨＭꎬＭＩＮＨＧꎬＫＩＭＨＪꎬｅｔａｌ..Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙｕｓｉｎｇｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅｇｒｅｅｎｆｏｒａｃｎｅｖｕｌｇａｒｉｓ[Ｊ].Ｉｎｔ.Ｊ.Ｄｅｒｍａｔｏｌ.ꎬ２０１６ꎬ５５(１０):１１５７￣１１６３.[２０]ＢÄＵＭＬＥＲＷꎬＡＢＥＬＳＣꎬＫＡＲＲＥＲＳꎬｅｔａｌ..Ｐｈｏｔｏ￣ｏｘｉｄａｔｉｖｅｋｉｌｌｉｎｇｏｆｈｕｍａｎｃｏｌｏｎｉｃｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｕｓｉｎｇｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅｇｒｅｅｎａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｌｉｇｈｔ[Ｊ].Ｂｒ.Ｊ.Ｃａｎｃｅｒꎬ１９９９ꎬ８０(３￣４):３６０￣３６３.[２１]ＫＵＯＷＳꎬＣＨＡＮＧＣＮꎬＣＨＡＮＧＹＴꎬｅｔａｌ..Ｇｏｌｄｎａｎｏｒｏｄｓｉｎｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒａｐｙꎬａｓｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａａｇｅｎｔｓꎬａｎｄｉｎｎｅａｒ￣ｉｎｆｒａｒｅｄｏｐｔｉｃａｌｉｍａｇｉｎｇ[Ｊ].Ａｎｇｅｗ.Ｃｈｅｍ.Ｉｎｔ.Ｅｄ.ꎬ２０１０ꎬ４９(１５):２７１１￣２７１５.[２２]ＣＨＥＮＸＱꎬＷＡＮＧＦꎬＨＹＵＮＪＹꎬｅｔａｌ..Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔꎬｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔａｎｄｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｐｒｏｂｅｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.Ｒｅｖ.ꎬ２０１６ꎬ４５(１０):２９７６￣３０１６.[２３]ＷＡＮＧＨＳ.Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔａｎｄｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ[Ｊ].ＴｒＡＣＴｒｅｎｄｓＡｎａｌ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１６ꎬ８５:１８１￣２０２.[２４]ＷＯＺＮＩＡＫＭꎬＴＡＮＦＡＮＩＦꎬＢＥＲＴＯＬＩＥꎬｅｔａｌ..Ａｎｅｗｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｔｏｄｅｔｅｃｔｓｉｎｇｌｅｔｏｘｙｇｅｎｉｎｓｉｄｅｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄｍｏｄｅｌｍｅｍｂｒａｎｅｓ[Ｊ].Ｂｉｏｃｈｉｍ.Ｂｉｏｐｈｙｓ.Ａｃｔａꎬ１９９１ꎬ１０８２(１):９４￣１００.于印霄(１９９４－)ꎬ男ꎬ山东德州人ꎬ硕士研究生ꎬ２０１７年于山东师范大学获得学士学位ꎬ主要从事荧光纳米材料的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:１９１６５１１９６＠ｑｑ.ｃｏｍ王小卉(１９８７－)ꎬ女ꎬ山东烟台人ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ２０１５年于北京交通大学获得博士学位ꎬ主要从事发光纳米材料和生物荧光分析领域的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｗａｎｇｘｉａｏｈｕｉ＠ｂｕｐｔ.ｅｄｕ.ｃｎ。
基于可调控PET机制的金属离子荧光探针.pdf
第一章绪论１．１概述１．１．１检测重金属离子的重要性众所周知，相对密度大于５的金属都可称为重金属。
广义上讲，即元素周期表中原子序数大于２４的金属，包括银（Ａｇ）、镉（Ｃｄ）、铬（Ｃｒ）、铜（Ｃｕ）、铁（Ｆｅ）、汞（Ｈｇ）、镍（：Ｎｉ）、铅（Ｐｂ）、钯（Ｐｄ）、锌（Ｚｎ）等。
无论是空气、土壤，还是江河湖海，都可能存在重金属。
一方面，随着生产力发展的需求，金属广泛用于工业生产，一些含有害重金属的废料被随意排放到水体中，广泛地分散在环境中，由于重金属自身不能降解，会通过各种途径进入生物体内，对人体造成伤害。
如铅会损害骨骼造血系统引起贫血，会危害心脏、肾脏等器官；汞会危害神经系统，使脑部受损，造成汞中毒，在微生物的作用下，汞甲基化后毒性更大。
另一方面，在生命过程中，某些重金属具有尤为重要的功能，是人体必需的微量元素。
如铁参与氧的运输、交换及组织呼吸；锌是７０多种酶代谢的必需物质，在细胞生长发育、基因转录等生命活动中起到一定作用；铜能与铁作用形成胶原蛋白，增强血管的弹性；钴是维生素Ｂ１２的主要成分并参与造血。
因此监测重金属离子的任务刻不容缓。
监测金属离子常用的方法有：原子吸收法（ＡＡＳ）、原子发射光谱法（ＡＥＳ）、分光光度法、高效液相色谱法、电感耦合等离子体质谱法（ＩＣＰＭＳ）、化学发光法、电化学法等。
这些方法或多或少都存在不小的缺点，如原子吸收／发射光谱法灵敏度不高，测定任一元素都需一个与之对应的空心阴极灯；色谱法需专业人员操作，且操作费时，测试样品需提前处理；分光光度计选择性差，识别某些过渡金属离子时常常互相影响；化学发光法则不能测定低浓度的生物样品【ｌ】。
因此，建立快速、高效的重金属检测方法在环境科学、生命科学、医学等方面都具有重要的意义。
１．１．２简介荧光探针分子利用荧光光谱变化对金属离子进行测量是近年来快速发展的一种新方法，即荧光分析法［２－５１，该方法通过探针分子在测试前后的荧光光谱变化来实现对金属离子含量的精确度量，并可用于今后的流体工业生产线、生物医学诊断．处理过程中的精确测定。
一种单线态氧铕配合物荧光探针及其应用
一种单线态氧铕配合物荧光探针及其应用随着化学和生物技术的不断发展，荧光探针在生命科学、医学诊断和环境监测领域的应用越来越广泛。
近年来，单线态氧（1O2）作为一种重要的活性氧物种，在生物医学和环境领域的检测和应用上受到了广泛关注。
设计一种高效的1O2荧光探针对于生物医学领域和环境监测具有重要意义。
本文将介绍一种基于单线态氧铕配合物的荧光探针及其在生物医学和环境监测中的应用。
1. 单线态氧铕配合物的荧光性质单线态氧铕配合物是一种具有特殊荧光性质的化合物，其在特定条件下可以发出强烈的荧光信号。
这种荧光信号具有较高的灵敏度和稳定性，可以被用作1O2的检测和定量分析。
2. 单线态氧铕配合物荧光探针的设计原理单线态氧铕配合物荧光探针的设计基于其与1O2的特异性反应。
通过合理设计配体结构和尾部基团，可以实现对1O2的高效捕获和荧光信号的增强，从而实现对1O2的高灵敏度检测。
3. 单线态氧铕配合物荧光探针的合成与表征通过合成方法和表征手段，可以得到高纯度和稳定性的单线态氧铕配合物荧光探针。
表征手段主要包括红外光谱、核磁共振、质谱等，通过这些手段可以确定其结构和性质。
4. 单线态氧铕配合物荧光探针的应用4.1 生物医学应用单线态氧在生物体内是一种重要的活性氧物种，与许多疾病如肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的发生和发展密切相关。
利用单线态氧铕配合物荧光探针可以实现对这些疾病的早期诊断和疗效监测。
4.2 环境监测应用单线态氧是一种重要的环境污染因子，如大气中的光化学反应和水体中的有机物降解过程中都会产生1O2。
利用单线态氧铕配合物荧光探针可以实现对环境中1O2的高灵敏度检测和实时监测。
5. 结论单线态氧铕配合物荧光探针具有较高的灵敏度、稳定性和特异性，可以在生物医学和环境监测领域发挥重要作用。
随着相关技术的不断发展和完善，单线态氧铕配合物荧光探针在生命科学、医学诊断和环境监测中的应用前景将更加广阔。
通过以上内容的介绍，我们可以得知单线态氧铕配合物荧光探针在生物医学和环境监测中具有广阔的应用前景，对相关领域的研究和开发具有重要意义。
依诺沙星-铕络合物为探针的荧光光度法测定肝素
依诺沙星-铕络合物为探针的荧光光度法测定肝素
苗延虹;董光霞
【期刊名称】《山东农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】在pH值为7.40的HMT-HCl缓冲溶液中，铕（Eu3+）能和依诺沙星（Enoxacin）形成络合物，发出Eu3+的特征荧光，最大激发和发射波长分别为330 nm和612 nm，狭缝均为5 nm，肝素的加入能使Eu3+的特征荧光显著增强。
在线性范围0.117~5.85μg·mL-1内，肝素的浓度和荧光强度成很好的线性关系，线性方程为△F=-5.691+6.98 c （r=0.994）（c：μg·mL-1）；检出限为0.06μg·mL-1。
本方法用于实际样品的测定，灵敏度高、选择性好、干扰少、操作简单，结果令人满意。
【总页数】4页(P648-651)
【作者】苗延虹;董光霞
【作者单位】山东农业大学化学院，山东泰安 271000;山东农业大学化学院，山东泰安 271000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.借对乙酰基偶氮羧p-铕(Ⅲ)络合物作光度探针测定生物样品中蛋白质 [J], 衷明华
2.钐,铕—四环素类抗生素络合物荧光性能的研究及其在荧光分析中的应用 [J], 李红霞;黄汉国
3.导数荧光光度法测定混合稀土（钐—铕—钆富集物）中铕 [J], 刘文华
4.用于监控单线态氧的铕(Ⅲ)络合物荧光探针的光物理性质及PET机理 [J], 周丹红;于世英;孙冰倩
5.铕-噻吩甲酰三氟丙酮-氯化甲基三烷基铵-异辛基苯氧基聚乙氧基乙醇体系荧光分光光度法测定痕量铕 [J], 贺立敏;任英
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
荧光探针简介
有关构效关系的 其它内容，请看：
Angew.Chem.Int. Ed. 2009, 48,3244–3266
镁离子被大环螯合后，使 与共轭体系相连的N原子 的供电子能力下降，从而 使双光子吸收截面显著下 降。
与镁离子结合后，荧光量子 产率并没有明显下降，但双 光子吸收截面明显下降，故 而荧光势必减弱。
荧光共振能量转移机理（FRET）
以485nm做激发波长时，加 入Zn2+前，该分子在518nm 附近显示荧光素基团的特征 发射；而当加入 Zn2+后，发 射峰红移至罗丹明基团的特 征发射峰（590nm）。 引自：Anal.Chem.,2010,82,3108
荧光共振能量转移（PRET）是指在两 个不同的荧光团中，如果一个荧光团(供 体)的发射光谱与另一个荧光团(受体)的 吸收光谱有一定的重叠，则当这两个荧 光团间的距离较近时(一般小于10nm)， 就可以观察到荧光能量由供体向受体转 移的现象，即用供体的激发波长激发时， 可观察到受体的荧光发射。
O O O O K+ O O
OOC OOC
O O Cs+ O O O O O
O
荧光团
荧光增强：
1、分子中含有较大的共轭体系；
2、分子结构较好的平面性和刚性； 3、含有与共轭体系直接相连的供电子基团。
荧光减弱：
1、仅含与共轭体系直接相连的吸电子基团； 2、含有可导致荧光猝灭的基团。
如何使探针与客体结合前后发生荧光光 谱的显著变化？
1）光诱导电子转移机理（PET）； 2）光诱导电荷转移机理（PCT）； 3）荧光共振能量转移机理（FRET）； 4）基于其它原理的设计。
单线态氧
L. O. Klotz, K. D. Kröncke, H. Sies (1990) Photochem. Photobiol. Sci., 2003, 2, 88–94
2.2单线态氧的生理作用
2.2.1 在免疫系统中的作用 2.2.2 在光氧化系统中的作用
1.光诱导的皮肤癌 光诱导的皮肤癌 2.生血性原卟啉症 生血性原卟啉症
•在单线态氧检测中的应用
用于检测H 用于检测 2O2－Na2MoO4体系产生的1Ο2
H2O2
emission spectra of probe
N. Umezawa, K. Tanaka, Y. Urano, K. Kikuchi, T. Higuchi, T. Nagano, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1999, 38, 2899
单线态氧的分子结构及其反应特性 单线态氧在生命体系中的作用 单线态氧的产生方式 单线态氧的检测技术
一、单线态氧的分子结构及其反应特性
1.1单线态氧的分子结构 单线态氧的分子结构
3Σ g
1∆ g
1Σ + g
1.2单线态氧物理性质 单线态氧物理性质
1.2.1单线态氧基本物理性质 单线态氧基本物理性质
O2
1
3.3 H2O2与ClO-作用
O2 + Cl- + H2O
在生物体系中
H2O2 + H + X
H2O2 + HOCl
+ 过氧 化物酶
H2O + HOCl
H2O + H+ + X- + 1O2
3.4 H2O2 自身的分解
2H2O2
MoO42OH
分子荧光的机理和荧光探针原理
分⼦荧光的机理和荧光探针原理1.3荧光分⼦探针识别机理1.3.1光诱导电⼦转移[4,12](Photoinduced Electron Transfer,PET)典型的PET体系是由包含电⼦给体的识别基团部分R(reseptor)，通过⼀间隔基S(space)和荧光团F(fluorophore)相连⽽构建。
其中荧光团部分是光能吸收和荧光发射的场所，识别基团部分则⽤于结合客体，这两部分被间隔基隔开，⼜靠间隔基相连⽽成⼀个分⼦，构成了⼀个在选择性识别客体的同时⼜给出光信号变化的超分⼦体系。
PET荧光探针中，荧光团与识别基团之间存在着光诱导电⼦转移，对荧光有⾮常强的淬灭作⽤，因此在未结合客体之前，探针分⼦不发射荧光，或荧光很弱，⼀旦识别基团与客体相结合，光诱导电⼦转移作⽤受到抑制，甚⾄被完全阻断，荧光团就会发射出强烈荧光（图1-1）。
PET荧光探针作⽤机制可由前线轨道理论来说明（图1-2）。
由于与客体结合前后，荧光强度差别⾮常⼤，呈明显的“关”、“开”状态，因此这类探针⼜被称做荧光分⼦开关。
图1-1 PET荧光探针的⼀般原理图LUMO图1-2 PET荧光探针的前线轨道原理图已报道的PET荧光分⼦探针中，多数都是以脂肪氨基或氮杂冠醚作为识别基团。
de Silva 研究⼩组利⽤多种荧光团设计了⼤量该类PET探针⽤于氢质⼦、碱⾦属阳离⼦识别。
化合物1是⼀个简单的PET荧光分⼦探针，在甲醇中和K+络合后，荧光量⼦产率从0.003增加⾄0.14。
钱旭红等设计的PET荧光探针（化合物2），对氢质⼦有很好的识别作⽤，已被Molecular Probe公司推⼴为细胞内酸性内酯质探针。
de Silva研究⼩组利⽤类似于EDTA结构的氨羧酸基团设计的化合物3是螯合型PET荧光分⼦探针，识别基羧酸基团形成⼀个⼩的空⽳，可以有效螯合碱⼟⾦属Ca2+和Mg2+。
⼤多数PET荧光分⼦探针的设计是基于受体与客体结合，使光诱导电⼦转移作⽤受到抑制，荧光团发射出强烈荧光的原理，但是当与过渡⾦属作⽤时，结果有时会发⽣变化。
pet荧光机理
pet荧光机理Pet荧光机理概述：荧光是指物质在吸收能量后，发出具有特定波长的光。
Pet（宠物）荧光机理是指宠物体内某些物质在受到特定波长的激发光照射后，能够发出具有荧光特性的光。
这种荧光机理在科学研究、生物医学领域以及宠物市场中有着广泛的应用和重要意义。
一、Pet荧光物质Pet荧光机理的关键是特定的荧光物质。
这些物质具有吸收特定波长的光能量，并将其转化为发出荧光的光能。
常见的Pet荧光物质有荧光蛋白、量子点、有机荧光染料等。
这些物质的特点是具有发光的能力，可以应用于宠物的标记、追踪、检测等方面。
二、Pet荧光机理的原理Pet荧光机理的原理基于能量转移和激发发射过程。
当特定波长的激发光照射到Pet荧光物质上时，荧光物质中的电子会被激发到高能级，形成激发态。
随后，这些激发态的电子会通过非辐射性过程，将能量转移到基态的电子上。
在这个过程中，部分能量会以荧光的形式发出，即发射具有特定波长的荧光光子。
这就是Pet荧光机理的基本原理。
三、Pet荧光机理的应用1.科学研究Pet荧光机理在科学研究中有着广泛的应用。
科学家可以通过标记Pet荧光物质，观察它们在生物体内的分布、迁移、相互作用等过程。
这种荧光标记技术可以帮助科学家深入研究生物体内部的微观结构和生物过程，为科学研究提供重要的工具和手段。
2.生物医学应用Pet荧光机理在生物医学领域有着广泛的应用前景。
通过标记Pet 荧光物质，医生可以在手术中实时观察宠物的器官、组织和细胞等结构，提高手术的精确度和安全性。
此外，Pet荧光机理还可以应用于宠物疾病的诊断和治疗，为宠物健康提供更加精准和个性化的医疗服务。
3.宠物市场应用Pet荧光机理在宠物市场中也有着广泛的应用。
例如，某些宠物产品可以添加Pet荧光物质，使得宠物在黑暗环境下发出荧光，增加宠物的可见性和安全性。
此外，Pet荧光机理还可以应用于宠物玩具、宠物服饰等产品的设计和制造，为宠物主人带来更多的乐趣和创意。
荧光探针
荧光分子探针的结构
荧光分子探针通常由三部分组成：
Fluorephore Spacer
识别基团（receptor） hv
荧光基团（fluorophore）
连接体部分（spacer）
F
S
Receptor R
Analyte
strongly fluorescent
荧光探针
什么是荧光探针？
荧光探针就是以荧光物质作为指示剂,并在一定波长 光的激发下使指示剂产生荧光,通过检测所产生的荧光实 现对被检测物质的定性或者定量分析。
荧光探针受到周围环境的影响，使其发生荧光发射 发生变化，从而使人们获知周围环境的特征或者环境中 存在的某种特定信息。
荧光低 不需预处理 不受外界电磁场影响 远距离发光
Thanks for attention
经典分子信标结构
分子信标在生物分子检测中的应用
实时监测聚合酶链反应 基因变异的检测 分子信标生物传感器 活细胞中RNA的检测 DNA与蛋白质相互作用研究
展望
随着荧光探针技术的不断发展和完善,必然会给目前 较为热门的基因组学、蛋白质组学、生物芯片以及等 药物作用机制等领域带来新的发展契机，提供非常有 价值的方法和信息。
识别基团决定了探针分子的选择性和特异性，荧光基 团则决定了识别的灵敏度，而连接体部分则可起到分 子识别枢纽的作用。
荧光基团和识别基团二者连接在同一个共轭体系中，荧 光基团是该体系中最基本的组成部分，一般为芳香族的 稠环化合物，其目的是将分子识别转换成不同形式的荧 光信号，如荧光强度的增强或减弱、荧光寿命的变化、 光谱的移动等。识别基团是为了实现这一选择性识别而 合成的探针结构单元，是决定荧光分子探针和被检测体 结合的灵敏度与选择性的部分，通常也称为受体。
单线态氧氧化机理
单线态氧氧化机理单线态氧氧化机理是化学反应中一个重要的概念。
单线态氧是一种极寿命短暂的分子，化学式为O2（^1Δg）。
它可以通过光化学和化学反应的过程中得到。
在化学反应中，单线态氧对许多分子进行氧化作用，例如有机物、肽和基因。
因此，单线态氧被广泛应用于分子生物学、化学工程和医学领域。
第一步，生成单线态氧单线态氧是通过O2分子的电子激发态得到的。
当O2分子吸收紫外光或螢光光激发时，它们进入电子激发态，成为一个O2（b^1Σ+g）分子。
这个激发态分子很快就失去了能量，并通过以下反应转化为单线态氧。
O2（b^1Σ+g）+ M -> O2（^1Δg）+ MM是分子碰撞帮助去除O2分子的激发能的体系，通常是气体分子。
单线态氧的产生也可以通过化学反应来实现，例如：O3 + hν -> O2（^1Δg）+ O（^3P）与光合作用不同的是，化学反应通常需要提供额外的能量，例如光或电能。
第二步，单线态氧的氧化作用单线态氧是一种高度反应性的物质，它的化学性质会导致它与很多化学物质反应并造成氧化。
例如：O2（^1Δg）+ RH -> RO• + O2O2（^1Δg）+ R• -> ROO•ROO• + RH -> ROOH + R•其中，RH可以是任何有机物，R•代表由氢原子和有机物中的一个自由基组成的自由基，RO•是自由基中的氧原子，ROO•是自由基中的氧原子上有一个过氧基。
这些反应都是形成的自由基，它们在接下来的反应中继续参与氧化反应。
总结：单线态氧是一个多功能的分子，经常用于氧化反应中。
它通过电子激发态分子或化学反应的方式生成，并促进有机物的氧化反应。
这个过程在生物学、化学工程和医学领域中都有广泛的应用。
其中最常见的应用是氧化肽和蛋白质，以研究它们的物理和化学性质。
sosg单线态氧荧光探针原理
sosg单线态氧荧光探针原理下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!氧气是生命中不可或缺的气体，但在体内存在的氧化应激可能会引发疾病。
荧光机理
1光致电子转移(PET)光致电子转移是指电子给体或电子受体受光激发后，激发态的电子给体与电子受体之间发生电子转移从而导致荧光的淬灭过程。
具体PET过程如下:在光激发下，具有电子给予能力的键合基团能够将其处于最高能级的电子转入激发态下荧光基团空出的电子轨道，使被光激发的电子无法直接跃迁到原基态轨道发射荧光，从而导致荧光的淬灭;当键合基团与底物结合后，降低了键合基团的给电子能力，抑制了PET过程，荧光基团中被光激发的电子可以直接跃迁回到原基态轨道，从而增强了的荧光基团的荧光发射。
因此在未结合底物前，传感器分子表现为荧光淬灭，一旦键合基团与底物相结合，荧光基团就会发射荧光(见图)由于与客底物结合前后的荧光强度差别很大，呈现明显的“关”、“开”状态，因此这类荧光化学传感器又被称为荧光分子开关。
PET荧光分子传感器的作用机制可由前线轨道理论来进一步说明(见图1.5)。
2002年Nolan 小组合成了手性的二氮杂环-9-冠-3 衍生物化合物1，它是第一个用来检测Li+的PET 荧光探针[56]。
在乙腈溶液中，相较于其它碱金属和碱土金属，能够高选择性的识别锂离子。
用280 nm 光激发，不断向溶液中加入LiClO4，化合物1（Φ = 0.022）对Li+的滴定表现出5 倍荧光信号增强效应，表明从胺的冠醚到荧光团的电子转移，荧光量子效率升高（Φ = 0.11），形成 1 : 1 的配合物，结合常数log β = 5.4。
Gunnlaugsson, Bichell, Nolan, A Novel Fluorescent Photoinduced Electron Transfer (PET) Sensor for Lithium [J]. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 4989-4992.Bozdemir, Altan Sozmen, Fazli Buyukcakir, et al. Reaction-Based Sensing of Fluoride Ions Using Built-in Triggers for Intramolecular Charge Transfer and Photoinduced Electron Transfer[J]. Organic Letters, 2010, 12(7) : 1400-1403.2010年Akkaya等[18]通过在BODIPY的中位引入一个含三异丙基硅烷的酚盐基团,已知酚盐是强的给电子基团,当被硅烧保护后,酚盐的强给电子能力被抑制,即PET现象被抑制,所以探针2在与F离子作用之前发出很强的荧光,当探针与F-离子作用之后,硅浣保护基团被去除,酚盐的强给电子能力恢复,发生PET现象,荧光被淬灭。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图１ 探针分子的几何结构示意图及与１ Ｏ２反应过程 Ｆｉｇ．１ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐｒｏｂｅ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｓｅｎｓｉｎｇ １ Ｏ２
２ 结果与讨论
２．１ 荧 光 探 针 分 子 的 基 态 几 何 结 构 图２ａ和图２ｂ分 别 为 优 化 后 的 探 针 分 子 Ｅｕ（ＤＨＨ）３ＡＴＰＹ 和 其 氧 化 产 物 Ｅｕ（ＤＨＨ）３（ＥＰ－ＡＴ－
除 生 物 样 品 的 自 身 荧 光 ，对 于 活 细 胞 内 单 线 态 氧 的 动 态 监 测 得 以 实 现 ．
稀土络合物的发光是由配位体到中心离子的能 量 转 移．当 合 适 的 激 发 光 被 配 体 吸 收 后，激 发 态 分
子通过共振能量转移将能量传递给稀土离子，使之激发并 发 出 特 征 荧 光．稀 土 铕 络 合 物 荧 光 分 子 探 针
用于监控单线态氧的铕（Ⅲ）络合物荧光探针的光物理性质及ＰＥＴ机理
周丹红， 于世英， 孙冰倩
（辽宁师范大学 化学化工学院，辽宁 大连 １１６０２９）
摘 要：应用含时密度泛函理论（ＴＤＤＦＴ）计 算 方 法 研 究 铕 络 合 物 荧 光 探 针 检 测 单 线 态 氧的发光机理．结果表明：配体β－二酮和三联 吡 啶 共 同 作 为 荧 光 母 体 通 过 共 振 能 量 转 移 诱导稀土 Ｅｕ３＋ 离子 发 光．但 是 三 联 吡 啶 与 蒽 基 连 接，其 ＨＯＭＯ 能 级 高 于 三 联 吡 啶 的 ＨＯＭＯ 能级，受光激发后，发生光诱导电 子 转 移，使 得 激 发 态 三 联 吡 啶 荧 光 母 体 的 光 子 发射过程 受 阻，无 法 为 Ｅｕ３＋ 提 供 激 发 能 量，探 针 分 子 呈 现 弱 荧 光．单 线 态 氧 使 蒽 基 氧 化 生成环内过氧化物，其 ＨＯＭＯ 能级降低，光诱导电 子转移过程终止，三联 吡 啶 荧 光发 射 恢复，并将能量转移给 Ｅｕ３＋ 离子，使探针分子的发光强度显著增强． 关 键 词 ：铕 络 合 物 荧 光 探 针 ；光 诱 导 电 子 转 移 ；单 线 态 氧 ；含 时 密 度 泛 函 ；三 联 吡 啶 中 图 分 类 号 ：Ｏ６４３．３６４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
６１
这一探针的光物理性质进行研究，阐明该稀土荧光探针分子 ＰＥＴ 效应的形成机制．
１ 模型选取和计算方法
探针分子 Ｅｕ（ＤＨＨ）３（ＡＴＰＹ）和 Ｅｕ（ＤＨＨ）３（ＥＰ－ＡＴＰＹ）的 结 构 如 图 １ 所 示．应 用 ＤＦＴ 方 法 对 化合物的基态几 何 结 构 进行 全自由度结构优化，采用 Ｂ３ＬＹＰ 交 换相关泛函，对 Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ 元 素 采 用６－３１＋ｇ（ｄ）基组，Ｅｕ元 素 采 用 ＭＷＢ５２ 赝 势 基 组．应 用 ＴＤ－ＤＦＴ 方 法 计 算 垂 直 激 发 态 性 质，采 用 ＰＢＥＰＢＥ 泛函．对 Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ 元 素 采 用 ６－３１１＋ ＋ｇ（ｄ，ｐ）基 组．所 有 计 算 均 在 Ｇａｕｓｓｉａ０９ 程 序 包［２６］ 中完成．
择性地监控单线态氧（１ Ｏ２）的 氧 化 还 原 反 应 过 程．氧 化 后 的 产 物 Ｅｕ（ＤＨＨ）３（ＥＰ－ＡＴＰＹ）的 最 大 吸 收 波 长 和 最 大 发 射 波 长 都 没 有 变 化 ，而 发 光 强 度 升 高 了 ３．５ 倍 ．Ｗｕ［１８］等 人 认 为 ，由 于 蒽 基 具 有 强 的 缺 电
膜
的
元
凶
之
一
［６－７］．基
于
Ｏ １ ２
的
这
些
特
性
，检
测
生
物
系
统
中
的
Ｏ １ ２
变
得
越
来
越
重
要
．目
前
已
经
开
发
了
多
种
Ｏ １ ２
的
检
测
方
法
，但 ［８－１１］
这
些
方
法
的
灵
敏
度
比
较
低
，无
法
达
到
在
生
物
系
统
中
实
际
监
控
低
浓
度
的
１ Ｏ２的
目
的
．近
年
来
，基
于
稀
土
络
合
物
荧
光
探
针
检
测
细
胞
内
Ｏ １ ２
的时间分辨荧光成像方法 受 ［１２－１４］ 到重视．与已报道的检测方法相比，该方法具有更高的灵敏度，且 可 消
光谱处在可见光区，可以有效地避免生物样品自身的强吸 收 和 自 发 荧 光 造 成 的 强 荧 光 背 景，从 而 极 大
地 提 高 了 检 测 的 灵 敏 度 ［１５－１７］．Ｗｕ［１８］等 人 选 择 β－二 酮 （ＤＨＨ）和 含 蒽 基 取 代 的 三 联 吡 啶 （ＡＴＰＹ）作 为 共 同配体，设计合成了可见光区荧光 探 针 Ｅｕ（ＤＨＨ）３（ＡＴＰＹ）．该 探 针 能 够 在 生 理 条 件 下 高 灵 敏、高 选
理论计算能够为荧光探针分子的光物 理 性 质 提 供 理 论 依 据 ．应 ［１９－２４］ 用 ＤＦＴ 和 ＴＤＤＦＴ［２５］方 法 对
收 稿 日 期 ：２０１８－１１－０４
作者简介：周丹红（１９６２－ ），女，辽宁辽阳人，辽宁师范大学教授，博士．
第１期
周丹红等： 用于监控单线态氧的铕（Ⅲ）络合物荧光探针的光物理性质及 ＰＥＴ 机理
第 ４２ 卷 第 １ 期 ２０１９ 年 ３ 月
辽 宁 师 范 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
ＶＭｏｌａ．ｒ４．２ ２Ｎ０１ｏ９．１
文 章 编 号 ：１０００－１７３５（２０１９）０１－００６０－０７ ＤＯＩ：１０．１１６７９／ｌｓｘｂｌｋ２０１９０１００６０
单线态氧（１ Ｏ２）是活性氧之一，在化学发光、光降解、生物氧化老化及光致癌 等 ［１－３］ 光化学 及 光 生 物
化学的反应过程中发挥着重要作用．１ Ｏ２在有机合成 中 又 是 重 要 的 氧 化 剂，可 以 引 发 一 些 氧 化 反 应 ； ［４］
具
有
杀
菌
的
作
用
［５］，但它却来自是损伤
ＤＮＡ
破
坏
细
胞
子性
，阻
断
了
ＡＴＰＹ
到
Ｅｕ３＋
的
光
诱
导
电
子
转
移
（ＰＥＴ）作
用
，Ｅｕ（ＤＨＨ）３（ＡＴＰＹ）呈
现
弱
荧
光
．与
Ｏ １ ２
接触后，蒽基氧化生 成 内 环 过 氧 化 物，使 得 ＰＥＴ 作 用 恢 复，Ｅｕ３＋ 的 发 光 得 到 增 强．但 是 关 于 蒽 基 与
ＡＴＰＹ 之间的作用仍缺乏理论计算的证实．