常用荧光探针小结上课讲义
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第二节 荧光探针技术基本知识
即荧光的波长要(比所吸收的光的波长)长一些。这一现象
首先由stokes于1852年观察到。荧光探针的stokes位移越大, 其激发光谱和发射光谱的重叠就越小,有利于提高分辨率。
17
2. 发射光谱与激发波长无关(Kasha规则) 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。
平均荧光寿命的计算公式: τ=1/(kf+ΣK)
kf: 荧光化合物的荧光发射速率常数; ΣK:各种非辐射去活化过程的速率常数的总和;
21
荧光发射是一种随机过程,只有少数分子其发射是在t =
τ 时发生。荧光衰变属于单指数;衰变过程:有 63%的分子 在t = τ前衰变,而37%在t > τ 的时刻衰变。
旋方向的变化,这时分子即处于激发单重态(singlet excited state )。如电子在跃迁过程中还伴随自旋方向的改变,这时 分子具有两个自旋不配对的电子,即S=1,分子处于激发三重 态(triplet excited state),用符号T表示。符号S0,S1,S2分
别表示分子的基态、第一和第二激发单重态; T1 和 T 2 则分别
1. 斯托克斯位移(stokes' shift)
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以波数表示,斯托克斯位移=107(1/λex-1/λem),λex、 λem分别是校正后的最大激波长和最大发射波长(纳米)。文 献出处:Philosophical Transactions of the Royal Society of London (1852) 142: 463-562 从Jablonski 结构图可以发现荧光物质发射的能量明显少 于其吸收的能量,因此荧光产生于较低能量水平,换言之,
荧光探针 ppt课件
实验结论
RA荧光探针有如下优点:
①
灵敏度高、 选择性好
②
其荧光发射 波长在可见 区,用在细 胞中可避免 细胞自身荧 光和背景散 射的影响。
③
激发波长所 需的能量较 低,避免了高 能量的激发 波长对细胞 造成的潜在 伤害
。
④
在水溶液中 检测Cu2+的 有效pH范围 宽。
欢
迎 提
问
Thyoaunk
End
0 1
研究背景
检测原理
0 2
0 3
实验部分
实验结论
0
4
研究背景
Cu2 +
Cu2 + 生物体中基本的微量元素一; 生物体内过量摄入的铜也会产 生毒性; 采用荧光探针的方法检测铜离 子,尤其是跟踪其在化学反应 和生命活动中的作用过程具有 重要的意义.
检测原理
背景知识---荧光探针
• 典型的荧光探针由识别基团(受体),荧光团和连接二者的 连接基团所组成。受体和底物结合后,导致受体分子光物理性 质的变化,具体表现为荧光团部分发生突光猝灭或增强。
实验部分
二、溶剂体系对RA和Cu2+反应的影响
可见,纯水或在纯乙腈中,Cu2+和探 针RA之间相互作用不明显,体系的荧 光强度很弱。当CH3CN/H2O的体积比 在1B9~9B1之间时,探针RA可对Cu2+ 进行很好地识别。其中,CH3CN/H2O 的体积比为1:1时,荧光强度已接近 最大;再增加乙腈的含量,虽然体系 的荧光强度未降低,但增加有机试剂 的用量对环境和生物体系的测试均不 利,因此选择V(CH3CN) /V(H2O)=1: 1进行测试。
Cu2+浓度逐渐增大,RA的荧光 强度大幅度增加,最大发射波长 由565 nm红移到571 nm,也证 明了探针分子发生了开环,形成 了共轭体系较大的荧光体系。
荧光探针的应用与进展课件
环境监测
污染物检测
荧光探针可以用于检测水体、土 壤等环境中的有害物质,如重金 属、有机污染物等,为环境污染 治理和生态保护提供技术支持。
生物毒性测试
荧光探针可以用来评估化学物质 对生物体的毒性作用,通过观察 荧光信号的变化,快速、准确地
评估环境中有害物质的风险。
生态研究
利用荧光探针标记生物个体或种 群,通过观察荧光信号的分布和 动态变化,研究生物在生态系统
开发适用于环境监测和食品安全检测的荧光探针,保障人类健康和 生态安全。
加强荧光探针的基础研究与人才培养
基础研究投入
加大对荧光探针基础研究的投入 ,支持科研团队开展创新性研究 ,推动荧光探针技术的持续发展 。
人才培养与交流
加强荧光探针领域的人才培养和 学术交流,鼓励跨学科合作与交 流,促进荧光探针技术的普及和 应用。
荧光探针与其他技术的结合应用
总结词
荧光探针与其他技术的结合应用是荧光探针领域的重 要发展方向,通过将荧光探针与其他技术相结合,可 以实现更高效、更准确的检测和诊断。
详细描述
随着各种技术的不断发展,研究者们将荧光探针与其 他技术相结合,如光学成像技术、质谱技术、纳米技 术等。这些技术的结合可以充分发挥各自的优势,提 高荧光探针的应用范围和效果。例如,将荧光探针与 光学成像技术相结合,可以实现生物体内的高清成像 和可视化检测;将荧光探针与质谱技术相结合,可以 实现蛋白质组学和代谢组学的高灵敏度检测。
荧光探针的分类
总结词
荧光探针可以根据激发波长、发射波长、荧光染料类型等进 行分类。
详细描述
根据激发波长,荧光探针可以分为紫外激发和可见光激发两 类;根据发射波长,可以分为长波长发射和短波长发射两类 ;根据荧光染料类型,可以分为荧光染料、荧光量子点、荧 光蛋白等类型。
荧光探针应用技术ppt课件
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7
荧光是一种光致发光的冷发光现象。 当某种常温物质经某种波长的入射光 (通常是紫外线或X射线)照射,吸收光 能后进入激发态,并发射出比入射光的 的波长更长的发射光(通常波长在可见 光波段) 而且一旦停止入射光,发光现象也随之 立即消失。 具有这种性质的发射光就被称之为荧光。
53
生物医学研究与 荧光探针
54
55
原代培养视网膜色素上皮细胞细胞骨架的破坏 56
57
3T3-L1 cells
Adipose Triglyceride Lipase Lipid droplets DAPI fluorescent DNA dye
58
2009-10-16 20:20
59
60
在许多领域荧光探针已经取代放射性核素
标记技术成为标准的研究工具,在检测速度 和易用性方面都具有无可比拟的优点
随着激光扫描共聚焦显微镜在国内的引进
和广泛应用,以及流式细胞仪和荧光显微镜 在国内的普及,对各种荧光标记物的需求和 了解日益迫切。
73
主要内容
1. 荧光探针发展简史 2. 荧光探针基本理论及选择应用 3. 荧光探针负载技术 4. 绿色荧光蛋白的发现及其应用 5. 超敏检测技术 6. 荧光探针在病原生物学领域的应用 7. 激光扫描共聚焦显微镜技术简介及其荧光探针选择 8. 分子信标的原理、量子点荧光探针等介绍 9. 免疫荧光组织化学技术原理及应用
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荧光是一种光致发光的冷发光现象。 当某种常温物质经某种波长的入射光 (通常是紫外线或X射线)照射,吸收光 能后进入激发态,并发射出比入射光的 的波长更长的发射光(通常波长在可见 光波段) 而且一旦停止入射光,发光现象也随之 立即消失。 具有这种性质的发射光就被称之为荧光。
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生物医学研究与 荧光探针
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原代培养视网膜色素上皮细胞细胞骨架的破坏 56
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3T3-L1 cells
Adipose Triglyceride Lipase Lipid droplets DAPI fluorescent DNA dye
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在许多领域荧光探针已经取代放射性核素
标记技术成为标准的研究工具,在检测速度 和易用性方面都具有无可比拟的优点
随着激光扫描共聚焦显微镜在国内的引进
和广泛应用,以及流式细胞仪和荧光显微镜 在国内的普及,对各种荧光标记物的需求和 了解日益迫切。
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主要内容
1. 荧光探针发展简史 2. 荧光探针基本理论及选择应用 3. 荧光探针负载技术 4. 绿色荧光蛋白的发现及其应用 5. 超敏检测技术 6. 荧光探针在病原生物学领域的应用 7. 激光扫描共聚焦显微镜技术简介及其荧光探针选择 8. 分子信标的原理、量子点荧光探针等介绍 9. 免疫荧光组织化学技术原理及应用
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荧光探针医疗培训课件
实验部分 处,请联反应的影响
可以看出,反应刚开始时体系荧光 增强的速率较快,但1 h后荧光增强 的速率变慢,,2 h后荧光强度变化 很小,几乎形成了一个平台,说明 RA和Cu2+的反应基本完成。 本文选择RA和Cu2+反应2 h后进行 测试。
本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之
实验部分 处,请联系网站或本人删除。
二、溶剂体系对RA和Cu2+反应的影响
可见,纯水或在纯乙腈中,Cu2+和探 针RA之间相互作用不明显,体系的荧 光强度很弱。当CH3CN/H2O的体积比 在1B9~9B1之间时,探针RA可对Cu2+ 进行很好地识别。其中,CH3CN/H2O 的体积比为1:1时,荧光强度已接近 最大;再增加乙腈的含量,虽然体系 的荧光强度未降低,但增加有机试剂 的用量对环境和生物体系的测试均不 利,因此选择V(CH3CN) /V(H2O)=1: 1进行测试。
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实验部分 处,请联系网站或本人删除。
测定荧光光谱
Cu2+浓度逐渐增大,RA的荧光 强度大幅度增加,最大发射波长 由565 nm红移到571 nm,也证 明了探针分子发生了开环,形成 了共轭体系较大的荧光体系。
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光诱导电子转移机理(PET过程)---荧光增强
“turn -on”类型 原理:识别基团很强的给电子能力,能够将其处于最高占有轨道(HOMO)上的电子,转
入激发态的荧光团因电子激发而空出的HOMO,从而使突光团被光激发的电子无 法直接跃迁回基态轨道发出突光,从而导致突光团辞灭;但是当识别基团与被识别 客体相结合后,识别基团的给电子能力降低,使受体的HOMO低于荧光团的HOMO, 导致PET过程减弱,或不再发生,突光团能够放出荧光。
可以看出,反应刚开始时体系荧光 增强的速率较快,但1 h后荧光增强 的速率变慢,,2 h后荧光强度变化 很小,几乎形成了一个平台,说明 RA和Cu2+的反应基本完成。 本文选择RA和Cu2+反应2 h后进行 测试。
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实验部分 处,请联系网站或本人删除。
二、溶剂体系对RA和Cu2+反应的影响
可见,纯水或在纯乙腈中,Cu2+和探 针RA之间相互作用不明显,体系的荧 光强度很弱。当CH3CN/H2O的体积比 在1B9~9B1之间时,探针RA可对Cu2+ 进行很好地识别。其中,CH3CN/H2O 的体积比为1:1时,荧光强度已接近 最大;再增加乙腈的含量,虽然体系 的荧光强度未降低,但增加有机试剂 的用量对环境和生物体系的测试均不 利,因此选择V(CH3CN) /V(H2O)=1: 1进行测试。
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测定荧光光谱
Cu2+浓度逐渐增大,RA的荧光 强度大幅度增加,最大发射波长 由565 nm红移到571 nm,也证 明了探针分子发生了开环,形成 了共轭体系较大的荧光体系。
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光诱导电子转移机理(PET过程)---荧光增强
“turn -on”类型 原理:识别基团很强的给电子能力,能够将其处于最高占有轨道(HOMO)上的电子,转
入激发态的荧光团因电子激发而空出的HOMO,从而使突光团被光激发的电子无 法直接跃迁回基态轨道发出突光,从而导致突光团辞灭;但是当识别基团与被识别 客体相结合后,识别基团的给电子能力降低,使受体的HOMO低于荧光团的HOMO, 导致PET过程减弱,或不再发生,突光团能够放出荧光。
化学生物学荧光探针发光机理课件
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
中国科学: 化学 2012 年 第42卷 第12期 化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
Chem. Commun., 2003, 2728. 化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
Tetrahedron Letters 49 (2008) 3045–3048 Tetrahedron Letters 51 (2010) 1152–1154
细胞器靶向性的过氧化氢探针
SNAP-tag 来自烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移 酶(O6-alkylguanine-DNAalkyltransferase,hAGT),该酶是一种 DNA修复蛋白,它的底物是一类苄基嘌呤 和嘧啶的衍生物,包括苄基鸟嘌呤
AGT
SNAP-tag
J. AM. CHEM. SOC. 9 VOL. 132, NO. 12, 2010 ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH ,793– 804 ,2011,Vol. 44, No. 9
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
分子内电荷转移 ICT( intramolecular charge transfer)
Tetrahedron ,69 ,2013, 1700 -1704
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
荧光共振能量转移 FRET( fluorescence resonace energy transfer )
• (2)能量供体与能量受体相隔的距离必须远大于它们之 间的碰撞直径(有时甚至为70-100Å);
• (3)能Ino量rg供. C体he与m.能20量13受, 5体2, 7还43必−须75以2 适当的方式排列。
H2O2的检测
中国科学: 化学 2012 年 第42卷 第12期 化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
Chem. Commun., 2003, 2728. 化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
Tetrahedron Letters 49 (2008) 3045–3048 Tetrahedron Letters 51 (2010) 1152–1154
细胞器靶向性的过氧化氢探针
SNAP-tag 来自烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移 酶(O6-alkylguanine-DNAalkyltransferase,hAGT),该酶是一种 DNA修复蛋白,它的底物是一类苄基嘌呤 和嘧啶的衍生物,包括苄基鸟嘌呤
AGT
SNAP-tag
J. AM. CHEM. SOC. 9 VOL. 132, NO. 12, 2010 ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH ,793– 804 ,2011,Vol. 44, No. 9
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
分子内电荷转移 ICT( intramolecular charge transfer)
Tetrahedron ,69 ,2013, 1700 -1704
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
荧光共振能量转移 FRET( fluorescence resonace energy transfer )
• (2)能量供体与能量受体相隔的距离必须远大于它们之 间的碰撞直径(有时甚至为70-100Å);
• (3)能Ino量rg供. C体he与m.能20量13受, 5体2, 7还43必−须75以2 适当的方式排列。
荧光探针的应用与进展PPT课件
Analytical Chemistry(Anal. Chem., 2016, 88,1821-1826)
荧光探针的应用进展
Analytical Chemistry(Anal. Chem., 2016, 88,1821-1826)
荧光探针的应用进展
结论 利用所合成制备的两种不同的Polymer-Py/γ-CD主客体复合物, 实现了对四种不同蛋白样品的特异性识别检测。不同的聚合物链与不 同的蛋白的结合常数不同,因而所构建的聚合物基质荧光探针对蛋白 具有良好的选择性。而通过调节聚合物链的长度,还可进一步调节蛋 白识别检测的灵敏度和选择性。 这个方法不但制备简单、普适性强,而且具有较高的荧光检测灵敏度 和较强的蛋白识别选择性,为构建新型聚合物基质的主客体复合物荧 光探针的制备及蛋白识别分析提供了新的研究思路。
Analytical Chemistry(Anal. Chem., 2016, 88,1821-1826)
荧光探针的应用进展
Simultaneous Near-Infrared and Two-Photon In Vivo Imaging of H2O2 Using a Ratiometric Fluorescent Probe based on the Unique Oxidative Rearrangement of Oxonium 利用比率荧光探针实现在体内对H2O2的近红外和双光子成像
给电子取代基如:-NH2,-NR2,OH,-OR和-CN。 吸电子取代基如:-C = O,COOH,-CHO,-NO2和-
外因
溶液的PH值、温度 激发光源的选择 溶剂的性质如极性、介 电常数 染料分子间相互作用等
荧光探针的选择原则
(1)荧光的定性或定量 定性一般选择单波长激发探针,定量最好选择双波长激发的比率探针 (2)荧光探针的特异性和毒性 (3)荧光探针的适用PH (4)激发波长与发射波长 斯托克斯位移 (5)荧光强度与荧光寿命 (6)光稳定性、漂白性 (7)荧光量子产率
最新常用的定量PCR荧光探针-生物化学与分子生物学教学文案精品课件
着目标核酸分子拷贝(kǎobèi)数人为放大这样一个事实,因此,其阳性 结果的可信度不如Northern boltting 或 Southern boltting。
8
第八页,共45页。
核酸(hé suān)实验研究技术进展-1
例子:
RT-PCR检测 SHEEC食管癌 细胞 (xìbāo)NGAL基 因转录mRNA实 验结果
11
第十一页,共45页。
核酸实验(shíyàn)研究技术进展-
目标片段边缘序列的测定(cèdìng)结果有时不准确 例子
12
第十二页,共45页。
核酸(hé suān)实验研究技术进展-
第十三页,共45页。
Poly A tail
13
核酸实验研究技术(jìshù)进展
14
第十四页,共45页。
测定实验标本中目标核酸分子(fēnzǐ)的含量
常用的定量PCR荧光探针(tàn zhēn)-生物化学与分子生物学
第一页,共45页。
核酸实验研究技术(jìshù)进展-
1) 杂交法:序列已知,同时还要合成一个标记了的特异性探针(tàn zhēn)。
2) Dot blotting:不经过电泳,直接把检测样本点在一个适宜载体上, 针对目标DNA分子或RNA分子进行杂交检测。
27
第二十七页,共45页。
核酸实验研究(yánjiū)技术进
28
第二十八页,共45页。
核酸(hé suān)实验研究技术进
适时(shìshí)荧光定量PCR Real time fluorescent quantitation PCR
29
第二十九页,共45页。
核酸实验(shíyàn)研究技术进
第十九页,共45页。
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核酸(hé suān)实验研究技术进展-1
例子:
RT-PCR检测 SHEEC食管癌 细胞 (xìbāo)NGAL基 因转录mRNA实 验结果
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核酸实验(shíyàn)研究技术进展-
目标片段边缘序列的测定(cèdìng)结果有时不准确 例子
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核酸(hé suān)实验研究技术进展-
第十三页,共45页。
Poly A tail
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核酸实验研究技术(jìshù)进展
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第十四页,共45页。
测定实验标本中目标核酸分子(fēnzǐ)的含量
常用的定量PCR荧光探针(tàn zhēn)-生物化学与分子生物学
第一页,共45页。
核酸实验研究技术(jìshù)进展-
1) 杂交法:序列已知,同时还要合成一个标记了的特异性探针(tàn zhēn)。
2) Dot blotting:不经过电泳,直接把检测样本点在一个适宜载体上, 针对目标DNA分子或RNA分子进行杂交检测。
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核酸实验研究(yánjiū)技术进
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核酸(hé suān)实验研究技术进
适时(shìshí)荧光定量PCR Real time fluorescent quantitation PCR
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核酸实验(shíyàn)研究技术进
第十九页,共45页。
常用荧光探针小结讲课文档
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二、荧光素酯
酯酶
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFDA-SE) is a cell permeable dye generally used in animal cell proliferation research. CFDA-SE enters cells by
Hoechst 34580. The dyes Hoechst 33258 and Hoechst 33342 are the ones most commonly used and they have similar
excitation/emission spectra.
现在十五页,总共二十四页。
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第十三页,s under the microscope. Nuclei are stained blue with DAPI, microtubles are marked green by an antibody and actin filaments are labelled red with phalloidin.
When bound to double-stranded DNA DAPI has an absorption maximum at a wavelength of 358 nm (ultraviolet) and its emission maximum is at 461 nm (blue). Therefore for fluorescence microscopy DAPI is
ICC/IF image of ab64503 stained human HeLa cells. The cells were methanol fixed (10 min), permabilised in 0.1% PBSTween (20 min) and incubated with the antibody (ab64503, 1µg/ml, FITC conjugated (green)) for 1h at room temperature. 1% BSA / 10% normal goat serum / 0.3M glycine was used to block non-specific protein-protein interactions. Alexa Fluor® 594 WGA was used to label plasma membranes (red). DAPI was used to stain the cell nuclei (blue).
化学生物学荧光探针发光机理PPT课件
• (2)能量供体与能量受体相隔的距离必须远大于它们之 间的碰撞直径(有时甚至为70-100Å);
• (3)能Ino量rg供. C体he与m.能20量13受, 5体2, 7还43必−须75以2 适当的方式排列。
化学20生20物年学9月2H82日O2荧光探针发展及生物应用
9
R O S Reactive oxygen species
基于硼酸及其衍生物的H2O2荧光探针
发展及生物应用
2020年9月28日
1
关键词:荧光探针 H2O2 生物应用
化学20生20物年学9月2H82日O2荧光探针发展及生物应用
2
什么是荧光探针?
荧光探针是建立在光谱化学和光学波 导与测量技术基础上,选择性的将分析对 象的化学信息连续转变为分析仪器易测量 的荧光2的检测
Tetrahedron Letters 49 (2008) 3045–3048 Tetrahedron Letters 51 (2010) 1152–1154
化学20生20物年学9月2H82日O2荧光探针发展及生物应用
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H2O2荧光探针生物应用
第一个比例性H2O2探针 J. Am. Chem.Soc. 2012, 134, 1305 − 1315
Fluorescence Imaging of Endogenously Produced H2O2and NO in RAW 264.7 Macrophages Cells.
化学20生20物年学9月2H82日O2荧光探针发展及生物应用
Inorg. Chem. 2012, 51, 8760− 8774
6
光 诱导电子转移
PET( photo-induced electron transfer)
第二讲-荧光探针
激发光谱:固定发射波长(一般为发射波段中感兴趣的峰位), 扫描化合物的发射光强与入射光波长的关系曲线。
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。
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。
第二节 荧光探针技术基本知识
表示第一和第二电子激发三重态。
8
电子的多重态
hv
Fluorescence
电子跃迁 单重态 (自旋配对) hv
Phosphorescence
激发单重态 (自旋 配对)
单重态 (自旋配对)
电子跃迁 和自旋翻转
三重态
(自旋 平行)
9
Jablonski diagram illustrating the processes involved in the creation of an excited electronic singlet state by optical absorption and subsequent emission of fluorescence
18
3 . 镜 像 对 称 原 则 (Mirror Image) 如将某种荧光物质的荧 光发射光谱于其吸收光谱相 比较,即可发现这两种光谱
之间存在“镜像对称”关系。 确切的说,是由于 S0 →S1的 吸收光谱而非总吸收光谱呈 现“镜像对称”。例外情况: 三联苯( terphenyl 环已烷 溶液),蒽( anthracene , 甲苯溶液)。
13
14
(四)荧光光谱与荧光激发光谱
荧光光谱: 荧光光谱通常以发射光谱表示。是以荧光强度对
波长(单位:nanometers)或波数(cm-1)作图而得。
荧光激发光谱:通过测量荧光物质的发光通量随激发波长变
化而得的光谱,它反应了不同波长激发光引起荧光的相对效率。
15
(五)荧光光谱特性及荧光参数
荧光现象具有许多共同特性,这些共同的特征有:
第二节
荧光探针技术基本知识介绍
1
什么是荧光?
紫外线 紫外线
荧光素溶液
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电子的多重态
hv
Fluorescence
电子跃迁 单重态 (自旋配对) hv
Phosphorescence
激发单重态 (自旋 配对)
单重态 (自旋配对)
电子跃迁 和自旋翻转
三重态
(自旋 平行)
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Jablonski diagram illustrating the processes involved in the creation of an excited electronic singlet state by optical absorption and subsequent emission of fluorescence
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3 . 镜 像 对 称 原 则 (Mirror Image) 如将某种荧光物质的荧 光发射光谱于其吸收光谱相 比较,即可发现这两种光谱
之间存在“镜像对称”关系。 确切的说,是由于 S0 →S1的 吸收光谱而非总吸收光谱呈 现“镜像对称”。例外情况: 三联苯( terphenyl 环已烷 溶液),蒽( anthracene , 甲苯溶液)。
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(四)荧光光谱与荧光激发光谱
荧光光谱: 荧光光谱通常以发射光谱表示。是以荧光强度对
波长(单位:nanometers)或波数(cm-1)作图而得。
荧光激发光谱:通过测量荧光物质的发光通量随激发波长变
化而得的光谱,它反应了不同波长激发光引起荧光的相对效率。
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(五)荧光光谱特性及荧光参数
荧光现象具有许多共同特性,这些共同的特征有:
第二节
荧光探针技术基本知识介绍
1
什么是荧光?
紫外线 紫外线
荧光素溶液
荧光探针医疗培训课件
2/3/2021
荧光探针医疗
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实验部分
四、离子选择性
在5Lmol/L RA的乙腈/水(体积比 1:1)溶液中分别加入50Lmol/L 不同种类的常见金属离子,室温 下反应2 h.被测试的金属离子有 Na+, K+, Mg2+,Ca2+, Mn2+, Cd2+, Cr3+, Co2+, Ni2+, Ag+, Pb2+, Zn2+, Fe3+, Hg2+和Cu2。
2/3/2021
荧光探针医疗
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实验部分
三、pH对RA荧光光谱的影响
结果表明,探针RA在较宽的pH范围 内(4.1~10.5)主要以螺环形式存在, 其水溶液既无颜色又几乎无荧光, 表明它是一个对pH不敏感的荧光 分子探针,经拟合计算得pKa=3.00. 本论文选用CH3CN/H2O(体积比 1:1)体系进行试验。
2/3/2021
荧光探针医疗
9
Байду номын сангаас
实验部分
二、溶剂体系对RA和Cu2+反应的影响
可见,纯水或在纯乙腈中,Cu2+和探 针RA之间相互作用不明显,体系的荧 光强度很弱。当CH3CN/H2O的体积比 在1B9~9B1之间时,探针RA可对Cu2+ 进行很好地识别。其中,CH3CN/H2O 的体积比为1:1时,荧光强度已接近 最大;再增加乙腈的含量,虽然体系 的荧光强度未降低,但增加有机试剂 的用量对环境和生物体系的测试均不 利,因此选择V(CH3CN) /V(H2O)=1: 1进行测试。
2/3/2021
荧光探针医疗
7
实验部分
测定荧光光谱
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四、罗丹明200
RB200,也称丽丝胺罗丹明B 无定形褐红色粉末,不溶于水,易溶于酒精 和丙酮,性质稳定,可长期保存,最大吸收光谱为570nm,呈明亮的橙色荧 光,因与FITC的黄绿色有明显区别,故被广泛用于对比染色或用于两种不同 颜色的荧光抗体的双重染色。
标记方法方法:取1g RB200及五氯化磷(PCL5)2g放乳钵中研磨5min (在毒气操作橱中),加10ml无水丙酮,放置5min,随时搅拌,过滤,用所 得溶液进行结合。将每亳升血清用1ml生理盐水及1ml碳酸盐缓冲液 (0.5mol/L,pH9.5)稀释,逐滴加入0.1ml RB200溶液,随加随搅拌,在04℃继续搅拌 12-18h。
ICC/IF image of ab64503 stained human HeLa cells. The cells were methanol fixed (10 min), permabilised in 0.1% PBS-Tween (20 min) and incubated with the antibody (ab64503, 1µg/ml, FITC conjugated (green)) for 1h at room temperature. 1% BSA / 10% normal goat serum / 0.3M glycine was used to block non-specific protein-protein interactions. Alexa Fluor® 594 WGA was used to label plasma membranes (red). DAPI was used to stain the cell nuc-tubulin in A549 cells demonstrates use of rhodamine-labeled secondary antibody. Cells were probed with a mouse anti-α-tubulin primary antibody (0.4µg/mL) and Rhodamine-goat anti-mouse secondary antibody (2µg/mL). Nuclei were labeled with Hoechst Dye. Images were acquired by fluorescence microscopy. A. Fluorescence image shows a delicate network of α-tubulin (pseudo-colored green) located exclusively in the cytoplasm. B. Nuclear counterstain with Hoechst Dye (pseudo-colored blue) C. Merged image.
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二、荧光素酯
酯酶
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFDA-SE) is a cell permeable dye generally used in animal cell proliferation research. CFDASE enters cells by diffusion and is cleaved by intracellular esterase enzymes to form an amine-reactive product, CFSE. This product produces a detectable fluorescence and covalently binds to intracellular lysine residues and other amine sources.
常用荧光探针小结
一、异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate, FITC) FITC有两种异构体,性质稳定,低温下干燥保存,其性
状多年不变,室温下也能保存两年以上。异构体I、II均能 与蛋白质良好结合,但异构体I的荧光效率更高,与蛋白质 的结合也更稳定。 FITC的最大吸收光谱为490----495纳米, 最大发射光谱为520-530nm,呈明亮的黄绿色荧光。FITC 含有异硫氰基,在碱性条件下能与IgG的自由氨基(主要是 赖氨酸的-氨基)形成荧光抗体结合物。
8
Confocal image of double immunostaining for Akt in hippocampal CA1 pyramidal neurons. Section is shown from a normal rat. The red color derived from lissamine rhodamine conjugated secondary antibody represents MAP2, the green color derived from fluorescein indicates the labeling of Akt. Yellow represents overlay of red and green.
1
Exitation λmax: 495 nm; Emission λmax: 519 nm; Solvent pH:8.00
2
Immunocytochemistry/Immunofluorescence-alpha Tubulin antibody [DM1A] (FITC) (ab64503)
4
视频:The Use of Carboxyfluorescein Diacetate Succinimidyl Ester (CFSE) to Monitor Lymphocyte Proliferation
5
三、异硫氰酸罗丹明(TMRITC)
四甲基异硫氰酸罗达明,它是一种紫红色粉末,较稳定。其最 大吸收光谱为550nm,最大发射光谱620nm,呈橙红色荧光,与FITC 的黄绿色荧光对比清晰,与蛋白质结合方式同TITC。它可用于双标 记示踪研究。
四、罗丹明200
RB200,也称丽丝胺罗丹明B 无定形褐红色粉末,不溶于水,易溶于酒精 和丙酮,性质稳定,可长期保存,最大吸收光谱为570nm,呈明亮的橙色荧 光,因与FITC的黄绿色有明显区别,故被广泛用于对比染色或用于两种不同 颜色的荧光抗体的双重染色。
标记方法方法:取1g RB200及五氯化磷(PCL5)2g放乳钵中研磨5min (在毒气操作橱中),加10ml无水丙酮,放置5min,随时搅拌,过滤,用所 得溶液进行结合。将每亳升血清用1ml生理盐水及1ml碳酸盐缓冲液 (0.5mol/L,pH9.5)稀释,逐滴加入0.1ml RB200溶液,随加随搅拌,在04℃继续搅拌 12-18h。
ICC/IF image of ab64503 stained human HeLa cells. The cells were methanol fixed (10 min), permabilised in 0.1% PBS-Tween (20 min) and incubated with the antibody (ab64503, 1µg/ml, FITC conjugated (green)) for 1h at room temperature. 1% BSA / 10% normal goat serum / 0.3M glycine was used to block non-specific protein-protein interactions. Alexa Fluor® 594 WGA was used to label plasma membranes (red). DAPI was used to stain the cell nuc-tubulin in A549 cells demonstrates use of rhodamine-labeled secondary antibody. Cells were probed with a mouse anti-α-tubulin primary antibody (0.4µg/mL) and Rhodamine-goat anti-mouse secondary antibody (2µg/mL). Nuclei were labeled with Hoechst Dye. Images were acquired by fluorescence microscopy. A. Fluorescence image shows a delicate network of α-tubulin (pseudo-colored green) located exclusively in the cytoplasm. B. Nuclear counterstain with Hoechst Dye (pseudo-colored blue) C. Merged image.
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二、荧光素酯
酯酶
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFDA-SE) is a cell permeable dye generally used in animal cell proliferation research. CFDASE enters cells by diffusion and is cleaved by intracellular esterase enzymes to form an amine-reactive product, CFSE. This product produces a detectable fluorescence and covalently binds to intracellular lysine residues and other amine sources.
常用荧光探针小结
一、异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate, FITC) FITC有两种异构体,性质稳定,低温下干燥保存,其性
状多年不变,室温下也能保存两年以上。异构体I、II均能 与蛋白质良好结合,但异构体I的荧光效率更高,与蛋白质 的结合也更稳定。 FITC的最大吸收光谱为490----495纳米, 最大发射光谱为520-530nm,呈明亮的黄绿色荧光。FITC 含有异硫氰基,在碱性条件下能与IgG的自由氨基(主要是 赖氨酸的-氨基)形成荧光抗体结合物。
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Confocal image of double immunostaining for Akt in hippocampal CA1 pyramidal neurons. Section is shown from a normal rat. The red color derived from lissamine rhodamine conjugated secondary antibody represents MAP2, the green color derived from fluorescein indicates the labeling of Akt. Yellow represents overlay of red and green.
1
Exitation λmax: 495 nm; Emission λmax: 519 nm; Solvent pH:8.00
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Immunocytochemistry/Immunofluorescence-alpha Tubulin antibody [DM1A] (FITC) (ab64503)
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视频:The Use of Carboxyfluorescein Diacetate Succinimidyl Ester (CFSE) to Monitor Lymphocyte Proliferation
5
三、异硫氰酸罗丹明(TMRITC)
四甲基异硫氰酸罗达明,它是一种紫红色粉末,较稳定。其最 大吸收光谱为550nm,最大发射光谱620nm,呈橙红色荧光,与FITC 的黄绿色荧光对比清晰,与蛋白质结合方式同TITC。它可用于双标 记示踪研究。