化学生物学荧光探针发光机理[1]

荧光共振能量转移 FRET（ fluorescence resonace energy transfer ）
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荧光共振能量转移指一个荧光体系含有两个
荧光团，一个充当能量供体D，另一个为能量受体
A，当用供体D的激发去激发荧光体系时，可以发
生从D到A的非辐射能量转移，从而发射出受体荧
光团的荧光。荧光共振能量转移发生必须具备以
罗丹明B
PET FRET
J. Am. Chem.Soc. 2012, 134, 1305 − 1315
TEBT
荧光探针 发光机理
Anal. Chem. 2012, 84, 4915− 4920
ICT
······
Org. Lett.DOI：10.102来自百度文库/ol3032889
TICT
ESIPT
Inorg. Chem. 2012, 51, 8760− 8774
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
荧光分子探针通常由三部分组成：
• 识别基团（receptor） • 荧光基团（fluorophore） • 连接体部分（spacer）
香豆素
BODIPY
1,8-萘二酰亚胺
Fluorescence Imaging of Endogenously Produced H2O2and NO in RAW 264.7 Macrophages Cells.
H2O2荧光探针生物应用
1.PG1 的 4-甲氧基被 SNAP tag 的底物苄 基鸟T嘌ar呤ge或ta苄bl基e a-2n-d氯T-r6ap-氨pa基bl嘧e 啶Bo取ro代nate 2.新P的ro取b代e s基f可or以U将ndSePrsGta1n或dinSgPGP2er与oxide AGTT(rOaf6f-ic烷ki基ng鸟a嘌nd呤S-tDeNmAC烷el基l F转un移ct酶io)n融 合蛋白相连接
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
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
Dual-Wavelength Boronate Probes for Ra-tiometric Peroxide Imaging in Living Cells
PMA:全称为Phorbol-12-myristate-13-acetate(PMA)，或12-OTetradecanoylphorbol 13-acetate(TPA)，是一种最常用的佛波酯(phorbol ester)。PMA可以结合PKC，并激活PKC，随后导致一系列的细胞响应。PMA可 以抑制Fas诱导的细胞凋亡，但又可以诱导HL-60细胞的凋亡。PMA在肝细胞中可 以诱导iNOS的表达。PMA可以增强forskolin诱导的cAMP形成。PMA是一种促 瘤剂，可以促进小鼠皮肤的成瘤。
ACCOUNT S OF CHEMICAL RESEARCH ,793– 804 ,2011,Vol. 44, No. 9
R O S Reactive oxygen species
ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH ,793– 804 ,2011,Vol. 44, No. 9
R O S Reactive oxygen species
包括氧离子、过氧化物和自由基等有机物和无机物。这些粒子均十分微小， 由于存在未配对的自由电子，这些粒子均十分活跃。ROS是正常氧代谢的副产 物，并且在细胞信号传导，和保持机体恒常性起很大作用。然而，在时间以及 外界环境影响下（例，暴露于紫外线或热源下），ROS的量会急剧增多。引起 这种改变的原因有可能是由于明显的细胞结构的损坏。这种表现，被称为氧化 应激。
光 诱导电子转移
PET（ photo-induced electron transfer）
Coordination Chemistry Reviews 2000,205,3–40
分子内电荷转移 ICT（ intramolecular charge transfer）
Tetrahedron ,69 ,2013, 1700 -1704
H2O2荧光探针生物应用
J. AM. CHEM. SOC. 9 VOL. 132, NO. 12, 2010
H2O2荧光探针生物应用
化学生物学荧光探针发光机理[1]
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 的荧光信号的分子测量装置。
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
H2O2的检测
中国科学: 化学 2012 年 第42卷 第12期
H2O2的检测
Chem. Commun., 2003, 2728.
H2O2的检测
Tetrahedron Letters 49 (2008) 3045–3048 Tetrahedron Letters 51 (2010) 1152–1154
下几个条件：
• （1）能量供体荧光团D的荧光发射位于短波长处，且发射 光谱和能量受体荧光团A的吸收光谱有一定重叠，能量受 体能够在能量供体的发射波长处吸收能量；
• （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。