氧化还原探针新类型..
生物体内氧化还原态探针的开发与应用

生物体内氧化还原态探针的开发与应用生物体内氧化还原态探针的开发与应用氧化还原反应是生命体系中一个非常重要的过程,它涉及到许多生命活动的调控和调节,如代谢、信号传递和细胞凋亡等。
因此,开发和应用生物体内氧化还原态探针已成为当前生命科学研究的热点之一。
生物体内氧化还原态探针是指能够反映细胞内氧化还原状态的化学物质。
这些探针可以通过荧光、吸收光谱、电化学等方式来检测氧化还原反应,并提供有关细胞内氧化还原状态的信息。
目前,已经开发出了许多种生物体内氧化还原态探针,包括荧光探针、吸收光谱探针、电化学探针等。
这些探针具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点,可以在细胞、组织和动物体内进行实时、非侵入性的氧化还原状态检测。
荧光探针是目前应用最广泛的生物体内氧化还原态探针之一。
它们通过荧光信号的变化来反映氧化还原反应的变化。
荧光探针的选择取决于所研究的氧化还原反应类型和所需的探测深度。
例如,二硫化碳(CSD)是一种常用的荧光探针,它可以用于检测细胞内的还原型谷胱甘肽(GSH)浓度。
此外,还有一些新型的荧光探针,如Pyrrolopyrrole Redox(PPR)和RedoxSensor Red(RSRed),它们具有更高的灵敏度和选择性。
吸收光谱探针是另一种常用的生物体内氧化还原态探针。
它们通过吸收光谱的变化来反映氧化还原反应的变化。
吸收光谱探针的选择取决于所研究的氧化还原反应类型和所需的探测深度。
例如,氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)是常用的吸收光谱探针,它们可以用于检测血液中的氧合状态。
电化学探针是一种通过电化学信号来反映氧化还原反应的变化的探针。
电化学探针的选择取决于所研究的氧化还原反应类型和所需的探测深度。
例如,电化学探针可以用于检测细胞内的还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)的浓度。
生物体内氧化还原态探针在许多领域都有广泛的应用,如生物医学、药物研发、环境监测等。
在生物医学领域中,生物体内氧化还原态探针可以用于研究氧化还原反应在疾病发生和发展中的作用,如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等。
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。
一种荧光增强型的GSH荧光探针
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一种荧光增强型的GSH荧光探针孟美荣;阴彩霞【摘要】常见的生物硫醇包括半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)以及谷胱甘肽(GSH),它们在人体中起着十分重要的作用.使用荧光探针检测此类生物硫醇具有灵敏度高、选择性好、响应时间快等优势.由于3种硫醇具有相似的化学结构(含有活性巯基),因此给这类生物硫醇的选择性检测带来挑战,本文设计了一种荧光探针(2-甲基,6-丙烯酰基喹啉)用于区分检测GSH和Cys/Hcy.通过测试该探针的光谱性质,发现在含有该探针的水溶液中加入谷胱甘肽(GSH)后,相应的荧光光谱和紫外-可见光谱都有显著的变化,相比其他分析物,发现探针在水溶液中对GSH具有较高的选择性和灵敏度.此外,考虑到该检测过程是在水相中进行的,因此该探针在生物成像方面具备潜在的使用价值.【期刊名称】《河北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】7页(P49-55)【关键词】荧光探针;喹啉;生物硫醇;荧光增强【作者】孟美荣;阴彩霞【作者单位】山西大学化学化工学院,山西太原030006;山西大学分子科学研究所,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】O316生物硫醇存在于许多蛋白质和简单小分子中,其在防御细胞氧化过程中起着重要的作用[1].内源性生物硫醇主要由小分子生物硫醇和大分子生物硫醇组成.小分子生物硫醇主要包含谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)等,大分子生物硫醇则包括酶、肽、生物膜等.研究发现细胞内小分子生物硫醇中谷胱甘肽(GSH)的含量最为丰富[2-4],并且在二硫化物(氧化形式,GSSG)和巯基(还原形式,GSH)之间存在氧化还原平衡[5].谷胱甘肽(GSH)通过维持细胞生长的氧化还原稳态而在氧化应激中起关键作用[6],且其水平与众多疾病相关,包括癌症,心血管疾病和阿尔茨海默氏症等[7-10].游离谷胱甘肽与其氧化态谷胱甘肽二硫化物的物质的量比(通常为4 100∶1)通常作为一种指示相应酶活性的指示剂[11].在硫醇分析技术中,与高效液相色谱法[12-13]和电化学检测[14-15]作对比,基于荧光探针的检测是最有效的工具,并且在体内硫醇成像方面,特别是活细胞中,具有明显的优势.在探针对生物硫醇的检测中,主要利用了生物硫醇中的巯基具有强的亲核性,该反应类型通常包括磺酸酯和磺酰胺的裂解[16-17],迈克尔加成[18-19],Se-N键或S-S键的裂解.通过巯基与α,β-不饱和羰基进行迈克尔加成去辨别同型半胱氨酸(Hcy)、半胱氨酸(Cys)和谷胱甘肽(GSH)是困难的,因为3种硫醇中巯基的亲核性比较接近[20]. 据报道,1,8-萘酰亚胺-Cu(Ⅱ)组装体作为用于检测硫醇的新型增强型荧光探针,其对硫醇具有较高的选择性,但不能特异性识别硫醇[21]. 近来报道的基于ICT和PET组合使用的荧光探针也不能很好的区分识别生物硫醇. 此外,探针对生物硫醇的响应时间也是一个关键的因素[22]. 鉴于喹啉及其衍生物具有优异的水溶性和稳定的光学性质,因此它可作为许多荧光探针的荧光团[23]. 此项工作中,笔者设计了一个高选择性、高灵敏度荧光探针:2-甲基,6-丙烯酰基喹啉,该探针能特异性识别谷胱甘肽(GSH),并且在H2O溶液中光谱性质良好,在活体细胞成像中具备广阔的运用前景.1 实验部分1.1 仪器和试剂1.1.1 仪器Hitachi F-7000荧光光谱仪、Cary 50 Bio紫外-可见光谱仪、Bruker ARX 300超导核磁共振仪、圆底烧瓶、恒温磁力搅拌器、旋转蒸发仪等.1.1.2 试剂所有试剂均为分析纯. 对硝基苯胺、巴豆醛、浓盐酸(12 mol/L)、氯化亚锡、丙烯酰氯、谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、各类氨基酸(L-赖氨酸、L-亮氨酸等)、各类阴离子等)、三乙胺等均购于Sigma-Aldrich公司.1.2 一般的测量方法用甲醇制备探针的储备液,使其浓度为2×10-3 mol/L. 荧光光谱和紫外-可见光谱均在H2O中检测得到. 荧光光谱在激发狭缝/发射狭缝为2.5 nm/5 nm,激发波长280 nm条件下测得. 该探针的荧光光谱在448 nm处对GSH呈现荧光增强响应,探针对硫醇的检测限为0.13 μmol/L. 实验所用阴离子溶液均由其钠盐经去离子水制备而成,各类氨基酸(半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、γ-氨基丁酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-苏氨酸)的储备液均由去离子水制备得到.1.3 荧光探针的制备及表征1.3.1 化合物2的合成在50 mL圆底烧瓶中加入2.762 4 g对硝基苯胺(化合物1,2 mmol)和15 mL盐酸(6 mol/L),开启冷凝回流装置,在搅拌状况下将反应液加热到100 ℃,利用注射器缓慢将1.5 mL巴豆醛(32 mmol)加入上述反应液中,并恒温反应12 h.反应结束后将反应液冷却到室温,用50 mL蒸馏水和20 mL乙酸乙酯进行萃取,去除上层有机相溶液,用氨水(NH3·H2O)调节下层水相溶液pH至中性,此时有大量墨绿色固体析出,通过循环水真空泵进行减压抽滤,得到墨绿色固体,将固体放入真空干燥箱烘干,经称量固体重量为1.04 g,产率为37.6 %.1.3.2 化合物3的合成在50 mL圆底烧瓶中加入1 g化合物2(5 mmol)和10 mL盐酸(1 mol/L),开启搅拌装置,将反应体系加热到105 ℃,同时将4.513 g氯化亚锡(20 mmol)溶于10 mL盐酸(1 mol/L)中配成溶液加入反应体系中,恒温反应1~3 h. 反应结束后先将反应液冷却到室温,再转移至烧杯中并加入20 mL蒸馏水,用氨水(NH3·H2O)调节溶液pH,直至有橙蓝色荧光为止.然后将上述溶液用乙酸乙酯进行萃取,收集上层有机相溶液. 利用旋转蒸发仪将有机相溶液蒸干,得到黄色固体. 随后将固体产物进行分离纯化,展开剂选用V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)= 5∶1进行过柱,收集有蓝色荧光的产物,最终得到淡黄色固体(0.54 g),产率为54%.1.3.3 探针(化合物4)的合成探针的合成路线如图1所示,将0.316 4 g化合物3(2 mmol)和15 mL二氯甲烷加入到圆底烧瓶中,再加入0.3 g三乙胺(3 mmol),最后加入0.271 53 g丙烯酰氯(3 mmol),将上述体系在冰水浴中持续搅拌12 h.反应结束后用旋转蒸发仪将反应液蒸干,得到黄色粗产物.随后将粗产物进行过柱纯化,用V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)∶V(二氯甲烷)=1∶1∶1的展开剂进行分离,收集蓝绿色荧光产物,最终得到0.289 5 g白色固体产物,产率为91.5 %. 探针的核磁表征如图2所示,1H NMR (600 MHz, Chloroform-d):δ 8.44 (s, 1H), 8.12 (s, 1H), 8.00 (d, J = 8.4 Hz,1H), 7.94 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.56 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.49 (d, J = 16.8 Hz,1H), 6.34 (dd, J = 16.8, 10.2 Hz, 1H), 5.79 (d, J = 10.2 Hz, 1H), 2.72 (s, 4H);13C NMR (75 MHz, Chloroform-d):163.9,158.1,145.0,136.3,135.2,131.0,129.0,128.2,127.0,123.2,122.7,116.5,25.1.图1 探针的合成路线Fig.1 Synthetic route of probe1H NMR (600 MHz) 13C NMR (75 MHz)图2 探针在CDCl3溶液中的1H NMR (600 MHz)和13C NMR (75 MHz)Fig.2 1H NMR (600 MHz) and 13C NMR (75 MHz) of probe in CDCl32 结果与讨论2.1 探针对GSH的紫外-可见吸收光谱探针对谷胱甘肽(GSH)的紫外滴定用Cary 50 Bio紫外-可见光谱仪进行测定. 检测谷胱甘肽(GSH)的紫外-可见吸收光谱如图3所示,在2 mL含2-甲基,6-丙烯酰基喹啉(20 μmol/L)的H2O溶液中加入谷胱甘肽(GSH)溶液,随着谷胱甘肽(0~65 μmol/L)的加入,探针在230 nm处的吸收峰逐渐降低,在275 nm处的吸收峰逐渐升高,在210 nm和255 nm处出现2个等吸收点,这表明有新的物质生成.2.2 探针对GSH的荧光光谱滴定探针对谷胱甘肽(GSH)的荧光滴定实验用Hitachi F-7000荧光光谱仪进行测定. 检测谷胱甘肽(GSH)的荧光发射光谱如图4所示,图4说明探针对谷胱甘肽(GSH)有较强的荧光响应,随着谷胱甘肽(GSH)浓度(0~37 μmol/L)的增加,448 nm处的荧光不断增强,表明此探针对GSH的荧光识别具有荧光增强的效果(激发狭缝宽度/发射狭缝宽度:2.5 nm/5 nm,激发波长:280 nm).图3 在H2O溶液中,探针(20 μmol/L)在不同浓度谷胱甘肽(0~65 μmol/L)下的紫外-可见吸收光谱Fig.3 UV-Vis absorption spectra of probe(20 μmol/L) in the presence of various concentrations of GSH (0~65 μmol/L) in H2O激发狭缝宽度/发射狭缝宽度:2.5 nm/ 5 nm,激发波长:280 nm图4 在H2O 溶液中,探针(2 μmol/L)在不同浓度谷胱甘肽(0~37 μmol/L)下的荧光光谱Fig.4Fluorescence spectra of probe (2 μmol/L) in the presence of various concentrations of GSH (0~37 μmol/L) in H2O2.3 探针的选择性实验选择性是探针性能的一个重要指标. 为了探究探针的选择性,进行了紫外-可见吸收光谱干扰和荧光光谱干扰实验. 探针(20 μmol/L)对65 μmol/L谷胱甘肽(GSH)和其他干扰物(650 μmol/L)的紫外-可见吸收光谱如图5A所示.由图5A中紫外-可见吸收光谱变化曲线可知:在2 mL含有探针化合物的H2O溶液中,加入浓度为100 μmol/L的各种分析物,包括半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、γ-氨基丁酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-苏氨酸. 除了谷胱甘肽(GSH)外,均无明显变化. 探针(2 μmol/L)对37 μmol/L谷胱甘肽(GSH)和其他干扰物(370 μmol/L)的荧光光谱图如图5B所示. 由图5B的变化曲线可知:在激发波长为280 nm时,探针与谷胱甘肽(GSH)有较强的荧光发射. 当加入其他分析物半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、γ-氨基丁酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-苏氨酸)时,其在448 nm处的荧光强度无明显变化. 实验结果表明,探针对谷胱甘肽(GSH)具有较好的选择性识别.图5 a) 探针对GSH的紫外-可见吸收光谱选择性实验; b) 探针对GSH的荧光光谱选择性实验Fig.5 a) The selective experiment of probe to GSH by UV-Vis absorption spectra; b) the selective experiment of probe to GSH by Fluorescence spectra2.4 探针的动力学研究对探针与谷胱甘肽(GSH)的动力学进行了相关研究,如图6所示. 从图6可以看出,当探针(2 μmol/L)中加入37 μmol/L谷胱甘肽(GSH)时,体系荧光强度立即增强,且荧光强度在220 s后不再增加,这表明探针与谷胱甘肽(GSH)在220 s后反应完全.激发波长: 280 nm, 激发狭缝宽度/发射狭缝宽度:2.5 nm/5 nm图6 在H2O溶液中,探针(2 μmol/L)与谷胱甘肽(37 μmol/L)在448 nm处的反应时间曲线Fig.6 Reaction time profile of fluorescence spectra of probe (2 μmol/L) upon addition of GSH2.5 探针的检测限通过对荧光光谱数据进行分析可以得到检测极限. 首先将探针溶液(2 μmol/L)连续扫描10次,其中激发狭缝宽度/发射狭缝宽度为2.5 nm/5 nm,测定其在448 nm处的荧光发射强度,然后计算标准偏差σ,再通过滴定实验得到不同GSH浓度下的荧光发射光谱,将荧光发射光谱中448 nm处的荧光强度对不同浓度GSH(0~40 μmol/L)作图,线性拟合得到一条直线,如图7所示,其线性方程为Y=87.57c+154.22,线性相关系数R2=0.985. 由IUPAC定义的检出限公式(CDL= 3σ/k),得到探针对谷胱甘肽(GSH)的检出限为0.13 μmol/L.可看出此探针对GSH具有较高的灵敏度.图7 448 nm处荧光强度随GSH浓度变化关系Fig.7 Fluorescence intensity at 488 nm was plotted as a function of GSH concentration3 结论综上所述,利用市售的对硝基苯胺通过三步反应合成了一种荧光增强型的GSH探针:2-甲基,6-丙烯酰基喹啉.通过核磁共振数据对该探针的结构进行了表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱等手段对探针进行了相应的光谱性能测试,发现探针对谷胱甘肽(GSH)有较高的选择性. 此外,探针可以在水相中对GSH进行光谱检测,其荧光检测限可低至0.13 μmol/L. 因此,该探针可以对癌细胞内的谷胱甘肽(GSH)浓度进行相应的检测.参考文献:【相关文献】[1] ZHANG S Y, ONG C N, SHEN H M. 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DOI: 10.1021/ja020685y.。
DHE超氧化物阴离子荧光探针

Dihydroethidium (DHE)—超氧化物阴离子荧光探针呼~深吸一口气,你感受到了什么?饱含O2的气流,进入肺部,通过交换进入血液,再运输至全身各处,于是一种愉悦的情绪开始从身体内部升起、蔓延……这种深呼吸带来的安定感,除了供氧充足外,还没有给出特别合理的解释,只有斯坦福大学的一支团队给我们带来了一点启示,他们发现在小鼠脑干深处,有一群微小的神经元集群,它们将呼吸与放松、关注、兴奋和焦虑联系起来,连结着大脑的唤醒中心,可调节情绪状态。
这个发现也许能给呼吸与情绪的关系带来一定的启发,毕竟呼吸是那么的重要,它伴随着我们的一生,当然,任何过程都伴随着小小的隐患。
一个成年人一天大概需要0.75公斤的O2,氧分子在代谢过程中可能被单个电子还原,形成中间产物超氧阴离子O2-,其性质活泼,易与多种大分子结合使其失去活性。
生物体正常代谢过程和在各种环境胁迫下均能产生超氧化物,它们的积累将引起生物体内细胞结构和功能的破坏。
人体内正常有一套活性氧清除系统,但在某些疾病的影响下,会出现氧化应激现象(即氧化与抗氧化作用失衡,倾向于氧化),超氧化物增多,所以在科研及疾病诊断中可以通过检测超氧化物的含量,来反应呼吸及疾病程度。
为此我们需要用到可以特异性识别超氧化物的产品——Dihydroethidium (DHE)就是我们今天的主角。
Dihydroethidium (DHE)是一种最常用的超氧化物阴离子荧光检测探针,能有效地检测活性氧类。
这种染料可以自由地进入细胞,在细胞内超氧化物阴离子作用下脱氢形成溴化乙锭。
溴化乙锭可以与RNA或DNA结合产生红色荧光。
当细胞内的超氧化物阴离子水平较高时,产生的溴化乙锭较多,红色荧光就较强,反之则较弱。
这样就可以用二氢乙锭进行超氧化物阴离子水平的检测。
在下面这篇文章中我们可以看到具体的DHE的应用。
这是一篇探究体外培养的CD34+细胞在缺氧和常氧状态下,抗氧化酶和谷胱甘肽氧化还原状态的变化的文章。
一种表征羟基自由基的新型荧光探针
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一种表征羟基自由基的新型荧光探针
羟基自由基(ROS)是生物体中最重要的一类垃圾,它可以被细胞内的多种酶分解,但是在超过一定的激活能量时,自由基可以发生反应,进而形成一定的有害物质。
羟基自由基在人体健康中起着极为重要的作用。
因此,研究人员通过开发新型的荧光探针来表征羟基自由基,从而控制它们的活动。
新型的荧光探针可以用来检测细胞内的羟基自由基水平,从而准确地测量细胞内活性水平,管理细胞活动状态,并加以控制产生有害物质的可能性。
它也可以用来检测临床标本中的活性水平信息,如血液、血清等。
最后,这种荧光探针可以用来检测水体中的活化度,以及药物活性水平。
新型的荧光探针可以通过多种形式实现不同的功效,并可以使用纳米传感器或其他类型的小型芯片进行密集、无缝的检测,从而提供快速、准确的测量方案。
该新型荧光探针通过特定的氧化还原反应,可以检测更精细的细胞结构,有效地反映细胞健康状态,并为进一步的研究打下基础。
它能够有效地测量活性水平,从而帮助科学家们在细胞和生物生物膜系统中研究羟基自由基的部署和变化。
此外,新型荧光探针具有较好的灵敏度、特异性和准确性,可以用来测定细胞、水体以及临床样本中的活性水平。
它有助于我们更好地理解羟基自由基的作用机制,也可以用来检测并控制自由基水平,从而改善人们的健康水平。
总之,这项新研究所提出的新型荧光探针具有革命性意义,能够有效表征羟基自由基,有助于我们进一步了解羟基自由基的作用机制,从而控制羟基自由基水平,最终改善人们的健康水平。
氧化还原荧光探针的制备及应用
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氧化还原荧光探针的制备及应用随着生物技术的不断发展,人们对荧光探针的研究也越来越深入。
荧光探针因其敏感度高、选择性好、实时监测等特点而被广泛应用于化学生物学、生物医学等领域。
其中,氧化还原荧光探针在疾病诊断与治疗、细胞信号转导、蛋白质酶、离子传递等方面具有广泛的应用。
本文将从荧光探针的基本结构和原理入手,介绍氧化还原荧光探针的制备及其在生物医学等领域中的应用。
荧光探针的基本结构和原理荧光探针通常是一种小分子有机化合物,由荧光染料和荧光增强基(例如吡啶、咪唑、萘)组成。
荧光染料通常是芳香族化合物,具有吸收和荧光发射波长。
荧光增强基与荧光染料通过共轭作用进行能量传递,将荧光的强度增强。
荧光探针在生物医学、环境科学以及食品安全等领域有着广泛的应用。
荧光探针的检测原理基于分子的光电行为。
当荧光探针分子吸收光子能量后,电荷状态发生变化,例如荧光分子中的电子被激发到基态之上。
随后,分子中电荷状态的变化从某种方式被传导到荧光染料的芳环环境上,促使其从高能量激发态过渡到低能量激发态,从而导致荧光发射。
氧化还原荧光探针的制备氧化还原荧光探针通过不同的生物过程,对物质分子的还原或氧化反应进行监测,例如细胞死亡、炎症、DNA损伤等。
氧化还原荧光探针可通过结构设计和化学修饰来实现对氧化还原反应的敏感性和选择性。
同时,荧光探针的进一步优化可以提高其荧光性能、微观信息的获取能力等,进而为生物学进一步深入研究提供更多的可能性。
一种常见的氧化还原荧光探针的制备方法是利用有机化学的合成技术,通过有机合成反应构造含氧化还原反应基团的荧光分子。
例如,4-aminophthalimide由p-氨基苯甲酸酐和对苯二酸二乙酯反应制得。
接着,通过与分子中的选择性基团的配位实现对环境中氧化还原反应的有效检测。
氧化还原荧光探针的应用氧化还原荧光探针在临床医学、生物医学以及疾病预防和诊断等领域有着广泛的应用。
临床医学方面,而且氧化还原荧光探针可用于肿瘤细胞、癌细胞、心脏病和阿尔茨海默病等疾病的诊断与治疗。
生物学中的化学探针的应用
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生物学中的化学探针的应用生物学中的化学探针是指一些用来探测生物体系中化学变化的分子工具。
化学探针具有高度的选择性和灵敏性,可以被用来探测特定的生物分子或化学过程。
其应用广泛,例如细胞成像、蛋白质结构研究和药物研发等领域。
1.细胞成像中的化学探针因为细胞、组织和器官之间的互动是生命体系内关键的,因此清楚地揭示这些过程对于了解生命体系的基本机制具有关键性。
在过去的几十年里,化学探针已成为生命科学中的一种重要工具。
细胞成像中的化学探针可分为发光探针、染色探针和受体探针。
发光探针被广泛地应用于细胞成像中。
本质上,在将适当的基团与发光团结合起来后,发光探针会呈现出特定的发光行为。
由于发光探针较易于制备和标记,因此在细胞成像方面的应用变得更加易于进行。
例如,作为一种最早被使用的发光探针,氧化还原型发光探针可以被用来精确地控制德细胞内氧化还原状态的变化。
而具有亲油性的探针可以被用来探测细胞膜的亲水性通过膜上的静电场产生的变化。
此外,在动物的研究中,在深部机体内应用荧光探针,可以凭借较少的非侵入性方法来直接观察器官或组织的构成和功能。
2.蛋白质结构研究中化学探针的应用蛋白质生物学是理解生命现象密不可分的一部分,而蛋白质的结构研究是建立基本的生命机制和动力学的关键过程。
化学探针的应用扩大了相关领域中的涵盖范围,特别是在确定蛋白质结构方面。
形状识别是蛋白质结构研究的主要方法。
化学探针的成功运用不能不提到人类细胞核外蛋白Dynein的研究。
按子单位埋穴的方式,研究者们发现蛋白质的不规则塞入了小孔中。
这种发现一定程度上让科学家们认识到了蛋白质中拓扑结构的意义。
在化学探针被用于研究诸如蛋白质等高级生命组分时,测量精度和空间分辨率的提高,使得现在的生物物理和生物化学计算可以有效地定量和描述想要证实的发现而与像单独的蛋白质结构研究之类的传统实验相联系。
3.药物研发中的化学探针建立一种新型药物的最初步是要找到与所希望治疗疾病相关的分子或细胞组分。
dcfda法 -回复

dcfda法-回复dcfda的含义与应用。
DCFDA是一种广泛应用于细胞生物学和药物筛选领域的荧光探针,它可以用于评估细胞活力、检测细胞应激和测定细胞中的氧化还原状态。
在本文中,我们将逐步介绍DCFDA的使用方式和优势,并探讨其在细胞研究中的作用。
首先,DCFDA是一种草酰荧光氯化酯(dichlorofluorescein diacetate)探针,通过测量其转化为草酰荧光素(dichlorofluorescein)的草酰酶(esterase)活性,来评估细胞中的活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平。
活性氧在正常代谢过程中产生,但在细胞应激、疾病进展和氧化损伤等情况下,可能会过度积累,导致细胞损伤甚至死亡。
因此,对于研究活性氧的产生和剧烈变化具有重要意义。
其次,DCFDA的使用方法相对简单。
首先,将DCFDA溶解在适当的溶剂中,制备一定浓度的工作溶液。
然后,将待测细胞分配到96孔板中,对照组和实验组各设置3个孔。
接下来,向每个孔中添加适量的DCFDA 工作溶液,使其最终浓度在细胞耐受范围内。
最后,孔板放置在培养箱中,恢复适宜的培养条件。
一定时间后,可以使用荧光显微镜或流式细胞术测量细胞中草酰荧光素的荧光强度。
草酰荧光素的荧光强度与细胞内活性氧水平成正比。
DCFDA在细胞研究中具有多种优势。
首先,它是一种非侵入性的探针,不会对细胞造成实质性的损伤,可以长期监测细胞的活性氧水平。
其次,DCFDA具有较高的灵敏度和选择性,可检测低浓度的活性氧水平,并与其他产生荧光的物质区分开来。
此外,DCFDA的使用方法简单直观,易于操作。
最重要的是,DCFDA可以应用于不同类型的细胞和组织,包括培养的细胞、原代细胞和体内细胞,为不同研究领域提供了广泛的适用性。
通过DCFDA的应用,我们可以得到许多有用的信息。
首先,我们可以评估细胞内活性氧水平的变化情况,了解细胞对环境应激的响应和适应能力。
211018610_用于检测次氯酸的线粒体靶向荧光探针研究进展

第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52,No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March,2023用于检测次氯酸的线粒体靶向荧光探针研究进展李梦婷(云南师范大学 化学化工学院,云南 昆明 650500)摘 要:次氯酸是一种来源于线粒体的活性氧,在各种生理和病理过程中起着重要的作用。
但是,当细胞中的HOCl 浓度超过正常值时范围,它会导致机体损伤和一系列疾病。
因此,近年来开发设计了一系列能实时识别和监测线粒体中的次氯酸水平的荧光探针,这有助于更好地了解生物体健康状况和HOCl 起到的生理作用和病理过程。
主要介绍了近几年HOCl荧光探针的应用和发展,根据靶向线粒的基团类别,分别介绍了三苯基膦类荧光探针,半花菁类荧光探针,氟硼吡咯类荧光探针。
关 键 词:次氯酸;线粒体;荧光探针中图分类号:O657.3 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)03-0426-04线粒体是一种控制着细胞进行有氧呼吸的细胞器,存在于很多细胞中,能够产生各类活性氧物种,同时拥有调控细胞周期、生长、凋亡等的能力[1]。
HOCl在免疫系统和调节细胞微环境的氧化还原稳态中起重要作用,当线粒体中的HOCl浓度超过正常值时范围,会引发关节炎、动脉硬化、血清异常、心脑血管疾病、细胞异常死亡等一系列疾病[2-4]。
在各种类型的活性氧中,次氯酸是最重要的一种,因此线粒体中次氯酸的实时检测和成像有助于检查细胞的状态[5-9]。
目前,已经报道了许多检测次氯酸的方法。
例如电化学分析法,因其响应速度快,信号采集和约定容易,数据分析简单优点而被广泛使用[10]。
然而,与这些相比方法,小分子荧光探针拥有更好的膜渗透性,荧光探针技术可以更好地执行实时原位成像,卓越的灵敏度和选择性,简单的操作和实时监控的能力而成为强大的工具[11-13]。
在最新的研究中,小分子荧光探针用于检测 HOCl 得到了迅速的发展并很好地应用于双向传感和成像应用[14-17]。
细胞内氧化还原状态荧光探针的原理与应用

细胞内氧化还原状态荧光探针的原理与应用刘奥;祁星;张颖超;徐天雪;易静;杨洁【摘要】Redox state indicated by reactive oxygen species (ROS) level is a cellular physiological feature.Redox status is exactly controlled by conserved system.Its alterations consequently modulate various biological activities and play important roles in cells and organism under physiological and pathological conditions.Hence detection of redox state is deemed as an important technique both in basic and clinical researches.The present article reviews the principle and current applications of fluorescent probes or sensors for redox detection.With comparison of properties of various probes,especially genetic coding fluorescence probes,much understanding will be gained.And the review helps us to understand how to apply the redox probes on the biological and clinical researches and eventually look forward to new applications in the cell and whole animal level.%细胞的氧化还原状态或活性氧水平是其基本的生理特征.它自身受到精细的调控,同时也调控细胞功能,在细胞、机体的生理和病理活动中扮演重要角色.检测细胞氧化还原状态及其变化是目前基础研究和临床研究中的重要内容.该文就目前检测方法中的荧光探针做一综述.通过介绍不同荧光探针的原理和特征,尤其是遗传编码荧光蛋白探针的原理和应用,理解荧光探针在基础研究和疾病相关研究中的应用,并展望其在细胞及动物整体水平新的应用前景.【期刊名称】《上海交通大学学报(医学版)》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】7页(P101-107)【关键词】氧化还原状态;活性氧;荧光探针;遗传编码荧光蛋白探针【作者】刘奥;祁星;张颖超;徐天雪;易静;杨洁【作者单位】上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025【正文语种】中文【中图分类】R319细胞的氧化还原状态(reduction-oxidation state,redox state)通常是指细胞内氧化还原反应的平衡状态,即电子在生物分子之间传递的平衡状态。
检测细胞中一氧化氮和过氧亚硝基阴离子的荧光探针
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等还原剂还原 , 实现对细胞 中 O O N O的可逆检测与成像。2 1 年 , 0 1 唐波 课题组n 以花菁 为母体 , i 设计 合成 了一种新 型的可逆有机 硒荧光探 针 B s— v当与 O O 反应时 , ze c . NO 一 生成氧 化型 的探 针 B SO C , ze — y荧光降 低 , 加入 vc 又将 氧化型 的探针 B SO C 还原 为 B S— y 至少可进 行 8 ze — y ze C , 次 这样 的氧化还原循环 , 实现 了巨噬 细胞中 O OO 的检测及多个 氧化还 N 一
科技 信总
高校 理科 研 究
检 测 细 胞 巾 一 氧 化 氢 和 边萤 亚 硝 基 阴 离 子 晌 荧 捻 针
山 东师 范大 学化 学化 工与材 料科 学学 院 王 正芳
[ 摘 要] 文阐述 了近年 来用于检测一氧化氮 自由基和过氧 亚硝基 阴离子 的荧光探 针 , 本 分析 了各种探 针的优缺点 , 以后设计新 型 对 的 荧 光探 针 有 指 导作 用 。 [ 关键 词 ] 氧 化 氮 过 氧 亚硝 基 阴 离子 荧光 探 针 一 活性 氮 同活性 氧一 样在 人体 中起 着重 要 的作用 , 中一 氧化 氮 其 ( O) N 和过氧亚硝基 阴离 子( N 一是两种 最重要的 , O OO ) 也是被研 究最多 的 。体 内 NO是 南 N O合酶 ( S 催 化氧化 L 精氨酸 在体 内发 现的最小 、 前 最轻 、 最简单 的生物信息分子 , 它的生理 作用与 心血管系统 、 神经系统 、 尿系统 、 泌 免疫 系统和性兴奋 等都有密 切 的关系” 。O OO是一 氧化氮 的一种氧化 产物 , 与细胞 中一氧化 N 它 氮 的动态平衡有 密切关系 。它 在体 内作为强 氧化剂和硝化 剂 , 能引起 脂质 反应 、 A的断 裂和堡 质 的修饰 , DN 因此它能导致 心血管疾病 、 炎
氧化还原荧光探针的制备及其生物应用

氧化还原荧光探针的制备及其生物应用氧化还原荧光探针是一种具有广泛应用前景的荧光探针,主要用于生物化学反应和药物筛选等方面。
其制备方法较为复杂,需要对化学物质进行细致的筛选和反应。
下面将介绍氧化还原荧光探针的制备及其在生物应用方面的使用情况。
一、氧化还原荧光探针的制备方法氧化还原荧光探针的制备方法基本上包含两个步骤:第一步是选择适当的化学物质,包括荧光分子和氧化还原剂等;第二步是对这些化学物质进行反应,形成具有荧光特性的化合物。
1.选择适当的荧光分子荧光分子是氧化还原荧光探针中非常关键的化学物质。
通常我们选择具有高量子产率和长寿命的荧光分子。
举例来说,Rhodamine B就是一种常用的荧光分子,其产生荧光的机制是荧光分子通过单向转移的方式,将电子从它的氨基和酮氧原子中间的ab键转移给临近的环氧化物,这样就形成了具有荧光特性的化合物。
2.选择适当的氧化还原剂制备氧化还原荧光探针,就需要在反应过程中使用适当的氧化还原剂。
这些氧化还原剂通常是一些可以接受、释放电子的化学物质,例如三羧酸钒(V)等。
在荧光探针制备中,氧化还原剂的选择也需要根据荧光分子的特性和反应要求进行调整。
3.反应制备荧光探针制备氧化还原荧光探针的最后一步是反应,主要是将荧光分子和氧化还原剂进行混合反应,形成具有荧光特性的化合物。
这个过程需要控制好反应时间和反应温度,不能过高或过低,否则就会影响到荧光分子的发射特性和稳定性。
二、氧化还原荧光探针的应用氧化还原荧光探针具有很广泛的应用前景,在生物领域中主要用于以下三个方面:1.生物化学反应研究氧化还原荧光探针可以用来研究生物化学反应的动力学特性。
例如,我们可以将荧光探针添加到酶的反应体系中,通过测量荧光强度的变化来监测酶催化反应过程中还原剂和受体之间的电子转移速率。
2.药物筛选氧化还原荧光探针还可以用来进行新药筛选。
在这个过程中,我们可以将待测试的药物加入到荧光探针的反应体系中,并测量荧光强度变化与时间的变化,这样可以判断药物的抑制效果和作用特性。
cv的氧化还原峰
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cv的氧化还原峰CV的氧化还原峰CV是一种通用的电化学探针,在电化学研究中起到了非常重要的作用,尤其是在氧化还原反应的研究中。
CV图谱中的氧化还原峰是反映氧化还原反应情况的重要指标。
本文将从电化学基础知识、CV实验原理、氧化还原峰的类别以及在实际应用中的意义等方面进行论述。
一、电化学基础知识电化学是物理化学的一个分支,研究化学反应和电场之间的关系。
在实验中,常使用电化学探针来研究反应过程中的变化。
CV是一种电化学探针,可用于研究物质的氧化还原反应。
二、CV实验原理CV实验的原理是利用电位施加或扫描,引起电极上的氧化还原反应,通过电化学方法记录氧化还原过程中发生的电流变化情况,绘制出对应的CV图谱。
根据CV图谱的特点,可以判断出反应的程度以及反应机理。
三、氧化还原峰的类别CV图谱中的氧化还原峰分为两类:阳极峰和阴极峰。
阳极峰是氧化反应形成的电流峰,峰形位置在高电位端,峰高度代表了氧化反应程度的强弱。
阴极峰是还原反应形成的电流峰,峰形位置在低电位端,峰高度同样代表了还原反应程度的强弱。
在CV实验中,阳极峰和阴极峰的比例关系可以判断出反应的氧化还原电位。
四、在实际应用中的意义CV图谱中的氧化还原峰可以用于分析物质的氧化还原特性以及反应机理。
例如,在燃料电池研究中,CV可以用来研究燃料电池的氧化还原反应,从而优化燃料电池的性能。
此外,在生命科学领域中,CV可以应用于蛋白质和核酸等大分子化合物的氧化还原反应研究,从而开拓医学和生物技术的新领域。
结语CV的氧化还原峰是电化学研究的重要指标之一,可以用于分析物质的氧化还原特性以及反应机理。
随着科学技术的不断发展,CV将在更多领域中发挥作用,为科学研究和技术创新提供更大的帮助。
光催化反应中的荧光探针分析

光催化反应中的荧光探针分析光催化反应是一种通过光能激发催化剂催化反应的过程。
这种反应具有高效、环保等特点,因此在环境净化、新能源等领域得到了广泛应用。
而荧光探针则是一种能够发光的分子,并且能够响应化学或生物系统中的变化的探测剂。
在光催化反应中,荧光探针可以作为一种高灵敏度的检测手段,发挥重要的分析作用。
本文将从荧光探针的种类、合成及应用三个方面,探讨荧光探针在光催化反应中的分析应用。
一、荧光探针的种类荧光探针具有很多种类,广义上包括有机和无机两大类。
具体而言,有机荧光探针包括荧光染料、荧光单体、荧光分子印迹、荧光表面增强剂、量子点等;无机荧光探针则包括氧化锌、钨酸、氧化钛等。
在光催化反应中,选择哪种荧光探针需要考虑具体催化剂、反应体系、分析条件等多个因素。
因此,在设计荧光探针方案时,需要综合考虑多方面因素,以得到最佳的分析效果。
二、荧光探针的合成荧光探针的合成方法主要有两种:一种是单分子方法即将荧光染料或其他反应物质直接掺入到系统中;另一种是大分子方法,即将荧光染料或其他反应物质与聚合物相结合以形成大分子复合材料。
其中,大分子方法可以提高荧光探针的稳定性,同时也可以增强荧光信号。
3、荧光探针在光催化反应中的应用荧光探针在光催化反应中的应用主要是通过监测反应物的变化来确定反应的进行情况。
具体而言,荧光探针可以用于分析激发电子、碳酸盐、氧化还原、氧化电位等多个反应体系。
举个例子,荧光探针可以通过C-H键(碳-氢键)的裂解来定量检测紫外线下的光催化反应。
此外,由于荧光探针具有高灵敏度和高选择性,因此在水中放置荧光探针后,可以清晰观察反应物质的逐渐消失,进而得出反应速率。
结语:总之,在光催化反应中,荧光探针因其灵敏度高、选择性好等特点,可以作为一种重要的分析手段,对反应过程进行监测与分析。
当然,荧光探针的选择与合成同样也是关键的步骤之一,必须根据实际需求和具体条件来进行优化。
随着科技的不断发展,相信荧光探针将有更广泛的应用前景。
培训教材-玻璃氧化还原分析
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培训教材—玻璃氧化还原分析第一章概述我公司使用的玻璃氧化还原态实验仪器为GS RAPIDOX 2,这种仪器目前有两种类型,在线监测类型和离线间断测类型.前一种类型可以在现场直接检测池窑的氧化还原气氛,而后一种只能从现场取玻璃样品后,拿到实验室进行操作。
我公司目前引进的是后一种类型。
此设备适用于连续性的操作。
但是,探针和坩埚不能连续使用。
实验每次测量后,要继续进行下一个实验,就必须更换探针和坩埚(不更换探针会导致测量结果不准确)。
而探针的价格比较贵,因此实验不可能经常进行,只能根据现场生产状况进行抽测,一般在拉丝作业情况较差和较佳时进行测量。
此设备的操作应由实验室专人负责,用来测量玻璃融化中的氧化值(即氧分压、氧活性).GS RAPIDOX 2测量氧化值的基本方法是:将仪器中的传感器插入一定温度的玻璃液,得出传感器两探针(电极)之间的电动势,由电动势依据公式换算为氧化值log PO2。
利用GS RAPIDOX 2测得的氧化值log PO2越大,说明玻璃液的氧化性越强;测得的氧化值log PO2越小,说明玻璃液的氧化性越弱。
对玻璃氧化还原值的调节,可以通过原料和池窑工段进行相关调节,原料工段可调节原料配方、原料粒度、辅助原料,池窑工段可调节池窑的加热速率、温度制度、流动模式、池窑气氛(氧化气氛、空燃比、烟尘)。
玻璃的氧化还原态对玻璃融化、成品性能、玻璃断头、生产的稳定都有较大影响。
使玻璃中的氧化还原值保持为适当的值,有利于提高玻璃质量,也有利于生产的正常和稳定。
第二章玻璃的氧化还原实验基本原理一、玻璃的氧化还原态对玻璃融化和成品性能有较大影响。
玻璃融化状况不好会导致拉丝作业不正常,满筒率低。
具体的影响简单概述如下:1、影响玻璃颜色.纯净的玻璃本来是无色的,但现实中的玻璃往往混有各种微量元素,如Fe,S、Cr等,这些成分对玻璃颜色有重要影响.而玻璃的氧化还原态对这些微量成分的存在状态有较大影响(如Fe2+、Fe3+、SO2、SO42—等的分布)从而影响玻璃颜色.Fe2+较多时,玻璃会呈现绿色较深。
氧化还原电位 水质类别
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氧化还原电位水质类别氧化还原电位是一种常见的水质检测方法,可以通过测量水中的溶解氧含量来判断水质的好坏。
在水体中,溶解氧含量与氧化还原电位的值密切相关。
因此,根据氧化还原电位的值,可以将水质分为不同的类别。
步骤一:了解氧化还原电位的概念氧化还原电位是指对于一个化学反应体系,氧化和还原作用达到平衡时所需的电位差。
换句话说,它是在特定条件下,化学反应发生的倾向程度。
在水中,氧化还原电位的值通常是以标准电极电位(SHE)为基准来表示的。
步骤二:测量氧化还原电位为了测量氧化还原电位,常常使用特殊的探针。
这些探针通常包含一个玻璃电极和一个参比电极。
将电极插入水中,并使用电位计测量两个电极之间的电位差。
这个差异就是氧化还原电位的测量值。
步骤三:判断水质一般来说,高氧化还原电位值的水具有较好的水质,因为它意味着水中含有更多的溶解氧。
当氧化还原电位值降低时,水中的氧含量将减少,从而影响水中的有机物分解和细菌的生长。
因此,根据氧化还原电位值,可以将水质分为以下几类:1. 优质水- 氧化还原电位值大于500mV的水被认为是优质水,这种水通常是富含氧气的,具有良好的水质。
2. 中等水质- 氧化还原电位值为300mV至500mV的水被视为中等水质,这种水的水质一般是尚可的。
3. 差质水- 氧化还原电位值小于300mV的水被认为是差质水,这种水具有较低的含氧量,水质较差。
总结:氧化还原电位是一种重要的水质检测方法,它可以通过测量水中溶解氧含量来判断水质的好坏。
根据氧化还原电位的值,可以将水质分为优质水、中等水质和差质水三个等级。
正确地测量和解读氧化还原电位的值,对于保障水质安全具有重要的意义。
c11过氧化探针原理
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c11过氧化探针原理C11过氧化探针原理概述•过氧化探针是一种用于检测生物样本中活性氧化物水平的工具。
•C11过氧化探针是一种特定的过氧化探针,用于检测氧化应激相关的生物学过程。
过氧化反应•过氧化反应是指物质与过氧化物(如氢过氧化物)发生氧化还原反应。
•在有机体内,过氧化反应涉及活性氧化物(如过氧化氢)的生成和清除。
活性氧化物产生•活性氧化物是指具有高度活性的氧化剂,如超氧自由基、羟基自由基等。
•活性氧化物的产生主要来源于氧化应激,包括细胞代谢过程、环境因素等。
氧化应激•氧化应激是指细胞内外环境导致活性氧化物生成超过抗氧化防御系统清除能力的状态。
•氧化应激与多种疾病和生理过程密切相关,如炎症、衰老、癌症等。
C11过氧化探针•C11过氧化探针是一种特殊的化学物质,可与活性氧化物发生特异性反应,并产生荧光信号。
•C11过氧化探针具有高选择性和灵敏性,可用于检测活性氧化物的水平。
工作原理1.C11过氧化探针与活性氧化物发生反应,产生稳定的化合物。
2.产生的化合物具有荧光特性,可以发出特定的荧光信号。
3.利用荧光仪等设备,可以测量样本中荧光信号的强度。
4.荧光信号的强度与活性氧化物的水平成正比。
应用领域•C11过氧化探针在生物医学研究中具有广泛的应用。
•可用于研究氧化应激相关的疾病机制,如肺癌、心血管疾病等。
•可用于评估抗氧化剂和药物的疗效。
总结•C11过氧化探针是一种用于检测活性氧化物水平的工具。
•通过特定的化学反应和荧光特性,可以测量活性氧化物水平。
•C11过氧化探针在生物医学研究中具有重要应用价值。
过氧化探针的选择性和灵敏性•C11过氧化探针具有高度的选择性和灵敏性,主要原因如下:1.反应特异性:C11过氧化探针与活性氧化物发生特异性反应,不与其他分子发生反应,排除了干扰信号的可能性。
2.荧光特性:C11过氧化探针产生的化合物具有独特的荧光特性,其发射波长和强度可以被准确测量和定量。
3.反应速度:C11过氧化探针与活性氧化物的反应速度较快,可以在较短的时间内获得准确的测量结果。
dmpo氧化峰
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dmpo氧化峰DMPO(5,5-二甲基-1-吡咯烷氧化物)是一种常用的自由基捕捉剂,也是一种常见的电化学探针。
在电化学实验中,DMPO可以通过氧化还原反应形成特征性的氧化峰,被广泛应用于自由基反应的研究中。
DMPO的氧化峰是指在电化学实验中,通过对DMPO进行氧化反应产生的特征性峰值。
在循环伏安法(CV)和旋转圆盘电极(RDE)等实验中,DMPO通常被用作电化学探针,用于研究自由基的生成和反应。
通过观察DMPO的氧化峰的形貌和电化学参数,可以推断自由基反应的机理和动力学。
DMPO的氧化峰通常出现在正电位区域,在CV实验中呈现为一个清晰的峰形。
根据DMPO的化学结构,其氧化峰的形成是由于DMPO分子中的氮原子被氧化成氮氧自由基。
这个氮氧自由基具有独特的电化学行为,可以被电极表面捕捉并形成氧化峰。
DMPO的氧化峰通常具有较高的峰电流和良好的分离度,这使得观察和分析氧化峰成为可能。
通过改变实验条件,如扫描速率、电极材料和电解液成分等,可以调控氧化峰的形貌和位置,从而更好地研究自由基反应的特性和机制。
除了氧化峰的形貌和电化学参数,氧化峰的强度也可以提供关于自由基浓度和反应速率的信息。
一般来说,氧化峰的峰电流与自由基浓度成正比,可以通过峰电流的大小来估计自由基的浓度。
此外,氧化峰的强度还可以用于评估自由基的活性和反应速率常数。
DMPO的氧化峰不仅在自由基反应研究中发挥重要作用,在其他领域也有广泛的应用。
例如,在生物医学研究中,DMPO的氧化峰可以用于测量生物体内的自由基产生和清除能力,从而评估氧化应激和炎症反应的程度。
此外,DMPO的氧化峰还可以用于分析环境样品中的自由基污染物,为环境监测和污染防治提供参考。
DMPO的氧化峰是一种重要的电化学特征,用于研究自由基反应的机理和动力学。
通过观察和分析氧化峰的形貌、电化学参数和强度,可以揭示自由基的生成、传递和反应过程。
DMPO的氧化峰不仅在科学研究中发挥着重要作用,还有广泛的应用前景,有助于深入理解自由基与生物体、环境等之间的相互作用。
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方案一:免疫传感器的制备工艺和电化学机理示意图反应
逐步通过SEM表征免疫传感器的研制。 逐步免疫传感器的研制过程 用扫描电镜监测。 图1显示
•结果 •讨论
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SEM照片(a)(b)aunds,PA / aunds,和(c)抗体 /PA / aunds。 在aunds表面固定PA,与图像观察到模糊的表面(图 1b),这是不同于图1a,说明PA的成功结合表面上。 随后,装载到PA /aunds薄膜,获得了致密的蛋白层 (图1C),这表明AB1被成功地引入通过桥接Pa。
该传感器与不同浓度培养后促红细胞生成素标准溶液。 传感器随浓度的增加促红细胞生成素。图5b,校正曲线具有良好的线性电流和对数的 值之间的关系促红细胞生成素的浓度范围从0.01到80毫升的1个−MIU相关系数0.996。 回归方程为0.681 LG CePO + 2.113与0.0027庙的检测限1在3毫升−σ(其中σ是空白的标 准偏差信号,20)。 结果表明,建议传感器可用于检测EPO定量。特异性,稳定性和可重复性免疫传感器 特异性是一个重要因素抗原抗体结合。潜在的干扰物质在血清中,如免疫球蛋白(抗 体),人血清白蛋白(HSA),血小板衍生生长因子(PDGF),被用来评估所提出的 特异性免疫传感器。
制的电化学过程。
方案二:
1.电化学反应的可 能机制
2.(b)ESP映射 C60(a)和C60(b) (最大值和最小值 的ESP是由红色和 蓝色,分别标记)
3.(c)的HOMO C60(A)和C60(B)
作为实验结果支持图4,可能电化学机理是当方案2(a)所示。 TOA +不存在,C60分子的电子云是均匀的分布和难极化,因此C60很难降低在电位 范围内没有发现氧化还原峰。令人鼓舞的是,当一个存在大量正电荷,TOA +吸附 在C60表面,使C60的电子云分布不均匀,容易极化。CV扫描从0.45到0.3 V后−TOA +能作为一个助推器激发C60内氧化还原活性这样一对可逆的氧化还原峰。 在计算的基础上研究,我们可以得出结论,我们假定的电化学机制是合理的。 该免疫传感器的性能分析。以调查的灵敏度和定量范围提出了免疫,免疫传感器方 法用不同浓度的EPO在0.1 M PBS DPV技术标准溶液(pH7.4)。可以看出(图5A) 的DPV响应c.图5。DPV响应(A)和(B)的校准曲线
图3。CVS(一)和电化学阻抗谱(B)修饰电极在pH值不同 7.4 PBS含5毫米[Fe(CN)6 ] 4−/ 3−作为氧化还原探针:(一) A,(B)aunds / GCE,(c)PA / aunds / GCE,(D)AB1 /尼龙/ aunds / GCE,(E)BSA /样品/尼龙/ aunds / GCE,和(f)。 当aunds直截了当在玻碳电极表面的电沉积,峰电流明显增加(图3A,B曲线), 这意味着aunds带来优良的导电性和大面积推广电子转移。然而,当被固定到 aunds / GCE(图3A,曲线C),心血管反应明显降低,因为作为电子转移阻挡和 铁氰化钾的扩散阻碍向电极表面。随后,当AB1通过桥接,氧化还原明显下降目 前的观察(图3A,曲线D)。此外,在所得到的电极阻断后的循环响应下降1%牛 血清白蛋白溶液(图3A,曲线E)。最后,当导致免疫40 MIU毫升−促红细胞生成 素孵育1,CV响应再次下降(图3A,曲线F)。这样的降低基本可以归因于一个事 实,AB1,BSA,EPO蛋白层对电极会延缓电子转移。EIS不同修饰电极是在图3b 所示。赤裸的GCE显示一个小的半圆(图3B,曲线),指示低电子转移电阻。当 aunds在电极表面的电沉积,奈奎斯特图为直线(图3B,曲线B),表明多孔多孔 的优良导电性能aunds膜。PA溶液后,电阻增加(图3B,曲线C)因为PA作为电子 转移阻挡层阻碍扩散铁氰化钾在电极表面。随后,当AB1,BSA和EPO,依次固定 在电极表面电阻增加,有序(图3b,曲线D)。
•结 •论
5
总之,亲水性的C60纳米材料(au-pamamc60nps) 第一次合成,并作为一个新的类型氧化还原探针构 建的夹心型免疫传感器促红细胞生成素的检测。值 得注意的是,传感器具有良好的稳定性和重现性, 灵敏度,显示潜在的应用在掺杂控制以及在生物分 析中的应用。更重要的是,这一策略可能为新的探 索碳基材料作为氧化还原的途径探针制备各种电化 学免疫传感器,一种常规的生物传感的应用前景。
图6。(一)免疫传感器的选择性:IgG(80 nm),人血清白蛋 白(80 nm),血小板衍生生长因子(80 nm),促红细胞生成素 (40 MIU毫升−1)和混合。(乙)0周,1周和2周的免疫传感器 的稳定性。在目前获得的空白相比试验。 然而,一个戏剧性的增加被发现在目标EPO的存在。即IgGHSA, 和PDGF共存与EPO,DPV响应几乎是相同的与促红细胞生成素的孤 独。这些结果表明高促红细胞生成素的特异性检测。 如图图6b,没有明显的变化是在第一次发现本周和响应变化不到 8.2%电流。保存2周后,它保持了86.3%最初的反应,这意味着该 免疫传感器可接受的稳定性。 通过分析EPO使用五同样的评价免疫传感器在相同条件下,所有 的电极显示近似的电化学响应,RSD获得了6.2%。 实验结果表明制备的免疫传感器保持电位的定量测定EPO具有理 想的可重复性。 应用:方法(酶联免疫吸附法)。从表1可以看出方法的相对偏差 在−8.75到9.76,这清楚地表明潜力建议在免疫分析中的应用真 实生物样品。
确 认
au-pamamc60nps
X射线光电子能谱分析(一)的XPS au-pamam-c60nps全区 域,(B)C 1s的区域,(c)N 1区,(d)O 1s的区域,和 (e)Au 4f
成 功 制 备
对au-pamam-c60nps XPS表征。证明au-pamam-c60nps的 成功合成,XPS表征用于元素分析。正如预期的那样,特点C 1s,N 1,O 1s峰,和Au 4f区域可能在au-pamam-c60nps全 区域明显光谱(图2A)。284.7,399.8,和532.4电子伏特 的峰可以分配给C 1s,1s和N,O 1s,分别(图2B,C,D)。 图2是互惠的4f 。双儿(84和87.7 eV 4F7 / 2和4F5 / 2, 分别)结果金属AU0。在此基础上元素分析,我们可以确认, au-pamamc60nps成功制备。
•实验 •部分
试剂和材料: 促红细胞生成素(EPO) 、促红细胞生成素抗体、富勒烯 (C60) 、氨基终止聚酰胺-胺(PAMAM) 、氯化金四辛基溴化铵 (TOAB). 仪器与测量: 三电极系统中进行修饰玻碳电极(GCE,直径4 mm)为工作 电极,饱和甘汞电极(SCE)为参考电极和铂丝作为辅助电极。 pamam-c60nps的形态特点用透射电子显微镜(透射电子显微镜) 在80千伏的加速电压。扫描。
有氧化还原活性,促红细胞生成素/ BSA /样品/尼龙/aunds / GCE只有培养 TOAB也进行了研究无氧化还原峰(图4A,曲线C)。 这比较清楚地表明,TOA +作为助推器引起au-pamam-c60nps内氧化还原活性,从 而对可逆的氧化还原峰进行了观察。 进一步探讨电子转移的可逆性的过程,在不同的传感器制作的简历扫描速率进 行检测,在PBS(pH 7.4),如图所示4B表明所制备的电化学反应电极是一种扩散控
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•序 •言
2
反应C60在电化学行为机制薄膜可以是带正电荷的阳离子四辛基(TOA+) 由C60的电子云分布不均匀、易极化。循环扫描,TOA +可以作为一个助推 器唤醒内在的氧化还原活性C60和青睐的带负电荷的阴离子的生成富勒烯 (C60N−)因此,C60嵌入在TOA +有机薄膜可以很容易地实现电化学氧化还 原反应,但C60在水溶液中的氧化还原活性的抑制作用由于C60分子的水溶 性很差,C60在水溶液中的电化学行为是不稳定的。在这项工作中,我们的 动机是充分利用C60分子内氧化还原活性来获得一个新的类型的氧化还原对 EPO的检测探针。 制备亲水基于氧化还原探针的C60,C60纳米颗粒(c60nps)是首先制 备的相转移法和官能化氨基封端的聚酰胺胺(PAMAM)是一种超支和三维结 构表面活性的结构均匀性和高密度组。32−34 c60nps PAMAM装饰产品 (pamam-c60nps)相比,具有更好的亲水性改性c60nps和具有丰富的胺表 面上的基团作进一步修改。在那之后—金被吸附在pamam-c60nps表面通过 氨基—金的亲和力,以及由此生的au-pamam-c60nps是作为一种新的氧化还 原探针和纳米载体的标签Ab2。通过有效的免疫传感界面的构建与捕获抗体 (Ab1)通过定向固定蛋白质的桥接(PA)35在金纳米簇修饰玻碳电极 (GCE)。后夹心式免疫反应之间的EPO和AB2标记au-pamam-c60nps,所得 的免疫传感器以10分钟一滴TOAB和0.1米的检测。我们吃惊的是,内氧化还 原活性的C60纳米材料(au-pamam-c60nps)引起了一对在CVS−0.45和0.3 V 之间的可逆的氧化还原峰。
au-pamam-c60nps的作用TOAB系统,CVS不同修饰电极
图4。(一)CVS不同修饰电极在pH 7.4的PBS后40 MIU毫升−1促红细胞生成素,然后连续培 养 培养2与偶联物和TOAB(A);培养与AB2结合无TOAB(B);与TOAB在孵化AB2型偶联物缺 失(C)。(b)简历的建议在不同的扫描速率传感器(从内到外):20,50,100,150, 200,300,400,500,600,和700 mV的−1在pH 7.4的PBS。 插入:图的氧化还原峰电流与扫描速率的平方根。所有的电位与SCE。 BSA /样品/尼龙/ aunds / GCE然后先后培养2与偶联物(AB2标记au-pamam-c60nps)和 TOAB。 正如预期的那样,检测传感器在PBS(pH 7.4)和显示一对可逆的氧化还原峰。 阴极和阳极峰电位为0.06 V和−EPA−EPC = 0.14 V(vs SCE),分别,和峰峰值分离是 80个压,这是与工作的协议歌等al.28此外,对照实验完成为了证明的内部氧化还原活性 au-pamam-c60nps由TOA +引起,促红细胞生成素/ BSA /AB1 /尼龙/ aunds / GCE只有 培养AB2偶联物被调查,没有氧化还原峰观察到电位范围(图4A,曲线B)。 TOA +本身具