荧光探针的应用与进展 ppt课件
稳态荧光分析方法与应用进展课件PPT
荧光发射的波长通常比激发光波 长长,且荧光光谱与激发光谱不 重合,这为荧光分析提供了独特 的特征。
稳态荧光分析的特点
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高灵敏度
荧光分析具有高灵敏度, 能够检测低浓度的物质, 适用于痕量分析。
选择性好
荧光分析可以根据荧光光 谱和强度差异,对不同物 质进行区分,具有较好的 选择性。
操作简便
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稳态荧光分析在生物医 学中的应用
生物分子的荧光标记与检测
总结词
荧光标记技术利用荧光物质与生物分 子结合,使其具有荧光特性,从而实 现对生物分子的可视化检测。
详细描述
荧光标记技术常用于蛋白质、核酸、 脂质等生物分子的检测,通过荧光光 谱分析,可以获得生物分子的结构、 构象、定位及相互作用等信息。
食品添加剂检测
总结词
稳态荧光分析可用于检测食品中的添加剂, 如防腐剂、色素、抗氧化剂等。
详细描述
食品添加剂的荧光特性可用于荧光光谱分析 ,通过测量荧光发射光谱的强度和波长,可 以确定添加剂的种类和浓度。这种方法能够 快速准确地检测食品中添加剂的含量,保障
食品安全。
食品新鲜度检测
要点一
总结词
稳态荧光分析可用于检测食品的新鲜度,通过测量荧光发 射光谱的强度和波长,可以判断食品的新鲜程度。
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稳态荧光分析方法分类
荧光光谱法
总结词
荧光光谱法是一种常用的稳态荧光分析方法,通过测量荧光 物质在不同波长激发光作用下的荧光发射光谱,可以获得荧 光物质的特征信息。
详细描述
荧光光谱法具有较高的灵敏度和分辨率,能够用于检测痕量 荧光物质,如染料、荧光探针、荧光染料等。该方法可用于 研究荧光物质的激发态性质、能级结构、能量转移和化学环 境等。
荧光探针技术的发展及其在生物成像领域中的应用
荧光探针技术的发展及其在生物成像领域中的应用随着生物学研究的深入,科学家们对于生物体内各种分子的结构和功能了解越来越深,而荧光探针技术正是在这个过程中应运而生的。
荧光探针技术利用特定的化学结构和荧光发射机制来探测和识别生物体内不同分子的存在和行为,成为一种重要的研究手段。
本文将简要探讨荧光探针技术的发展历程及其在生物成像领域中的应用。
一、荧光探针技术的历史发展荧光探针技术的前身可以追溯到19世纪中期。
当时,科学家们用一种叫做“量子青春石”的荧光物质,发现在激光光源照射下,这种物质会发出强烈的荧光信号,因而最早探索了用光源驱动探测荧光信号的可行性。
20世纪60年代到80年代,荧光探针技术得到了快速的发展。
在这段时间里,科学家们发现了很多可作为荧光探针的分子,比如荧光染料、荧光蛋白、量子点和金纳米粒子等。
荧光探针技术得到广泛应用,为生物学研究提供了新的思路和方法。
二、荧光探针技术在生物成像领域中的应用荧光探针技术在生物成像领域中的应用是多方面的,可以用于病原体检测、生物分子成像和细胞活动追踪等。
1. 病原体检测病原体检测是荧光探针技术的一个重要应用方向。
利用荧光探针对病原体进行标记,可以快速、敏感地检测病原体的存在和数量。
例如,科学家们利用绿色荧光蛋白对大肠杆菌进行标记,在实验中成功检测到该菌存在的位置和数量。
2. 生物分子成像生物分子成像是荧光探针技术在生物学中的一个主要应用方向。
荧光探针可以与特定的生物分子结合,形成可以被识别的荧光信号,从而用于实时观察生物分子的空间分布和动态变化。
例如,科学家们利用荧光探针对蛋白质进行标记,成功地观察到了蛋白质在细胞内的分布和运动轨迹。
3. 细胞活动追踪荧光探针还可以用于追踪细胞的活动。
例如,利用荧光探针对细胞进行标记,可以跟踪细胞在组织中的迁移和增殖情况。
此外,荧光探针还可以用于跟踪特定细胞的生物学活动,比如神经元的突触活动或心肌细胞的收缩情况等。
三、结语总的来说,荧光探针技术的发展历程迅速而丰富多彩。
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。
荧光探针技术原理及应用
荧光探针技术原理及应用荧光探针技术是一种在生物、医学、环境等领域中广泛应用的分析技术,其原理是利用特定荧光物质(荧光探针)对目标物进行特异性的识别和检测。
荧光探针技术的原理主要包括激发、激发态寿命和荧光发射三个基本过程。
首先,通过合适的激发源,荧光探针被激发到激发态,从而产生激发态寿命。
接着,部分激发态的荧光探针经历非辐射转移回到基态,这个过程称为非辐射损失。
最后,剩余的激发态荧光探针会通过放射转移激发态能量,在发射光子过程中产生荧光。
荧光探针技术的应用非常广泛。
在生物学领域,荧光探针技术可用于细胞成像、分子诊断、蛋白质研究等方面。
例如,在细胞成像中,可以通过给目标物标记荧光探针来实现对细胞、细胞器以及生物分子的实时可视化;在分子诊断中,可以通过标记特定的荧光探针来检测特定的基因突变、DNA合成以及蛋白质表达水平等。
此外,荧光探针技术也被广泛应用于药物筛选、生物传感器、基因芯片等领域。
荧光探针技术的应用还扩展到医学领域。
例如,在肿瘤诊断与治疗中,可以设计特定的荧光探针来检测和定位肿瘤细胞,实现早期诊断和精确治疗;在药物输送和释放研究中,荧光探针可以作为载药系统的标记,用于追踪药物的分布和释放过程。
在环境领域,荧光探针技术可以用于监测和分析水体、土壤和大气中的污染物。
例如,可以设计针对特定污染物的荧光探针,通过检测目标物的荧光强度变化或荧光光谱变化来实现对污染物的高灵敏度检测和定量分析。
随着荧光探针技术的不断发展,也出现了许多新的应用领域。
例如,荧光探针技术可以应用于纳米材料表面的检测和修饰,用于纳米材料的生物传感、药物传递等方面;荧光探针技术还可以与其他分析技术相结合,例如质谱、红外光谱等,实现更加灵敏和准确的分析。
总的来说,荧光探针技术以其高灵敏度、高选择性和实时可视化的特点,在生物、医学、环境等领域发挥着重要的作用。
随着技术的不断发展和创新,相信荧光探针技术在更多领域中将发挥更大的应用潜力。
荧光探针应用技术ppt课件
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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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2009-10-16 20:20
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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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荧光探针的研究及应用
荧光探针的研究及应用随着科技的不断发展,荧光探针逐渐成为生命科学研究领域中不可缺少的重要工具。
荧光探针是一种能够发射出荧光信号的分子,在分子生物学、生物医学和化学生物学等领域中有着广泛的应用。
它们可以被用来研究细胞内的分子相互作用、识别生物分子、分析细胞功能,并可以在体内用作活体成像和药物筛选的工具。
本文将简要介绍荧光探针的基本原理、常见的荧光探针类型和其在生物学研究中的应用。
一、荧光探针的基本原理荧光探针的基本原理是荧光共振能量转移(FRET),其通过将荧光分子与生物分子(生物样品)耦合,使两者之间发生相互作用,从而产生能量转移。
FRET 能量转移是从能量接受者的激发态到另一个分子的荧光染料的发射态的一种非辐射性能量转移。
在FRET中,激发荧光染料的光子会被共振耦合到另一个染料的激发态,从而使其发出荧光光子。
这样,在激发荧光染料的时候,可以用荧光染料的荧光光子来检测另一个染料的存在和位置。
荧光探针对于荧光光子的发射特征和其它的生化参数是很敏感的,所以它们可以被用来探测各种细胞和分子。
二、常见的荧光探针类型1. 荧光染料:荧光染料是最常见的荧光探针类型之一,它们有着广泛的应用,可以被用来标记蛋白质、核酸等生物分子。
常见的荧光染料包括荧光素、草铵膦、偶氮染料等。
2. 荧光蛋白:荧光蛋白是一种具有自发荧光性质的蛋白质,其最早源自于水母Aequorea victoria。
荧光蛋白可以用来跟踪胞内或胞外的重要过程,如蛋白质、核酸合成、信号传递等。
3. 量子点:量子点是一种半导体纳米粒子,具有窄的发射光谱、强的光稳定性和较大的荧光量子产率。
这些特点使得量子点成为新一代高亮度及高灵敏度的荧光探针。
三、荧光探针在生物学研究中的应用荧光探针广泛地应用于细胞内信息传递、化学生物学、生物传感、药物筛选和临床诊断等方面。
以下为举几个常见的案例:1. 细胞内信息传递:荧光探针可被用于研究细胞内信号转导、磷酸化和蛋白质相互作用等过程。
荧光探针的原理及应用
荧光探针的原理及应用1. 荧光探针的定义荧光探针是一种用于检测分子或离子存在和活动的化学试剂。
它们基于荧光现象,通过发射和吸收特定波长的光来揭示目标分子的存在和特性。
荧光探针已成为生物学、药物研究和环境监测等领域中常用的工具。
2. 荧光探针的原理荧光探针的原理基于以下几个方面:2.1 发射和吸收光荧光探针能够吸收特定波长的光能,激发其电子到较高能级。
随后,这些电子以非辐射的方式退回到基态,并且在这个过程中会发射一个较长波长的荧光光子。
2.2 荧光强度与浓度的关系荧光探针的荧光强度与其所探测物的浓度成正比关系,利用这种关系可以定量地测量目标物。
2.3 荧光寿命荧光探针的荧光寿命是指其从较高能级退回到基态所需的时间。
不同的荧光探针具有不同的荧光寿命,可以利用这个特性来区分不同的物质。
3. 荧光探针的应用荧光探针在许多领域都有广泛的应用,以下是一些常见的应用:3.1 生物分子检测荧光探针可以用于检测生物分子,如蛋白质、核酸和糖类等。
通过将荧光探针与目标分子结合,可以通过测量荧光强度或荧光寿命来研究生物分子的结构和功能。
3.2 细胞成像荧光探针可以用于细胞成像,通过标记特定的细胞结构或代谢物,可以实现对细胞内过程的实时观察。
这在生物学和医学研究中具有重要意义。
3.3 药物筛选荧光探针可以用于药物筛选和评价。
通过将荧光探针与药物结合,可以测量药物对目标分子的影响,从而评估药物的活性和选择性。
3.4 环境监测荧光探针可以用于环境监测,例如检测水中的污染物或土壤中的重金属。
通过选择适合的荧光探针可以实现快速和敏感的分析。
3.5 医学诊断荧光探针可以用于医学诊断。
例如,在癌症诊断中,可以利用荧光探针来检测肿瘤标记物,从而早期发现和诊断肿瘤。
4. 荧光探针的发展趋势随着科学技术的不断进步,荧光探针的研究也在不断发展。
以下是一些目前的研究方向:4.1 高灵敏度和高选择性研究人员致力于开发具有更高灵敏度和更高选择性的荧光探针,以实现更准确和可靠的检测。
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
荧光探针的应用
荧光探针的应用荧光探针是指某些物质,其能在给定条件下产生荧光现象。
荧光探针已经广泛应用于生物、分析化学和材料科学等领域,并且已经成为一种强大的研究工具。
本文将分析荧光探针在生物学中的应用,以及如何选择和使用荧光探针。
生物学中的应用荧光探针在生物学中有多种应用。
荧光探针通常被用作标记物,以研究生物分子的位置和功能。
荧光探针还可用于测量生物分子的结构和数量。
标记物荧光探针可以用于标记蛋白质、核酸和细胞。
标记后,这些物质可以被观察到,以研究其在体内的行为。
举例来说,使用反应性荧光探针,可以标记蛋白质上的人工氨基酸,从而将荧光分子牢固地连接到蛋白质上。
这种标记方式可以被广泛用于研究生物分子功能。
荧光共振能量转移(FRET)荧光探针还可以用于荧光共振能量转移(FRET)。
在FRET中,一种荧光探针吸收能量(通常是蓝色荧光)并且将其以非辐射转移给另一种荧光探针,后者可以产生荧光信号。
这种技术可以用于确定蛋白质或核酸之间的相互作用,或者用于测量荧光标记物的距离。
量子点量子点是一种小的半导体材料,具有完美的光学和电学性质。
荧光量子点可以用于标记蛋白质,从而实现更好的光学性能。
荧光量子点比传统的荧光探针更小,因此可以标记更多的蛋白质或分子,从而实现更好的灵敏度。
选择和使用荧光探针选择合适的荧光探针可以影响研究的结果。
以下是一些在选择和使用荧光探针时应该考虑的因素。
波长荧光探针的波长应与检测仪器相容。
检测仪器的响应波长通常是在400到800纳米之间。
因此,正确选择荧光探针的发射波长和吸收波长是非常重要的。
光稳定性荧光探针在被激发时,并不会一直保持稳定。
通常情况下,荧光探针在持续激发下会逐渐损失其荧光性质。
因此,在实验中应选择具有较好光稳定性的荧光探针。
亲和性荧光探针应具有良好的亲和力,以能够与目标分子结合。
注意,荧光探针过多地覆盖目标分子可能会干扰实验的结果。
因此,应该选择适当的探针浓度。
选择和使用荧光探针需要注意这些因素。
荧光探针的原理和应用
荧光探针的原理和应用1. 什么是荧光探针荧光探针是一种特殊的化学荧光物质,具有在一定条件下吸收和发射光的能力。
作为一种广泛应用于生物医学研究领域的工具,荧光探针可用于定量和定性分析、分子成像、检测环境变化等。
2. 荧光探针的工作原理荧光探针的发光原理基于分子的电子能级跃迁。
通常,荧光分子吸收光能后,电子从基态跃迁到激发态,接着由激发态发光跃迁到基态。
这种电子能级跃迁产生的光称为荧光。
荧光探针的发光强度与探针浓度和环境因素等因素有关。
2.1 吸收光谱荧光探针的吸收光谱是指在不同波长的光照射下,探针分子吸收光的强度特性。
吸收光谱的特征峰可以用于确定探针的波长范围。
2.2 发射光谱荧光探针的发射光谱是指在激发光下,激发后的探针分子发出的荧光光谱。
发射光谱的特征峰可用于定量和定性分析。
2.3 荧光量子产率荧光量子产率是指荧光发射过程中探针分子发射荧光光子的比例,衡量了荧光探针的发光效率。
高荧光量子产率的荧光探针对于灵敏检测尤为重要。
3. 荧光探针的应用领域荧光探针在生物医学研究中具有广泛的应用。
下面列举了一些常见的应用领域:•分子生物学研究:荧光探针可用于DNA/RNA检测、蛋白质标记、细胞示踪等分子生物学研究,以研究生物分子的结构和功能。
•药物筛选与开发:荧光探针可用于药物分子的荧光标记,以研究药物的靶向性、分布和代谢等,有助于药物筛选和开发。
•生物传感器:荧光探针结合特定受体或基质,可用于检测环境变化、生物分子测定等,如pH传感器、离子传感器等。
•医学成像:荧光探针可用于生物体内部的分子成像,如肿瘤检测、血管成像等,具有较高的诊断和监测价值。
4. 荧光探针的发展趋势随着科学技术的不断进步,荧光探针的应用领域将不断扩展,并且呈现出以下发展趋势:1.高灵敏度:研究人员正在努力开发具有更高荧光量子产率和更低检测限度的荧光探针,以实现对低浓度分子的高灵敏检测。
2.多功能性:为了满足多样化的研究需求,研究人员致力于开发具有多种功能的荧光探针,如多种靶点检测、多种荧光发光颜色选择等。
最新实时荧光定量PCR介绍PPT课件
Probe设计要求高 Probe合成费用高
常用于mRNA表达量分析等
实时荧光定量PCR介绍
常用于SNP解析,病毒、病源菌检测
3/12/2024 • 11
主要内容
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Real Time PCR实验方法
反转录反应
Real Time PCR反应
实时荧光定量PCR介绍
3/12/2024 • 12
RT Primer的选择
体外转录RNA标准品构建流程
目的基因
RT
目的基因
Total RNA cDNA
T7 Promoter
PCR
目的基因
TTTT•••T
PCR产物
T7 RNA polymerase
AAAA•••A
体外转录RNA
AAAA•••A
RNA纯化后,测OD定量。将RNA梯度稀释至105-101 copies/ul,作为标准品。
• Random Primer • Oligo dT Primer • Gene Specific Primer
Random 6mer Primer Gene Specific Primer
Oligo dT Primer
PCR F-Primer PCR R-Primer
实时荧光定量PCR介绍
3/12/2024 • 13
进行相对表达量分析。
实时荧光定量PCR介绍
3/12/2024 • 32
相对定量解析方法
管家基因
维持细胞基本代谢活动所必须的基因, 如:GAPDH、β-actin等。
筛选方法
• 根据文献提供 • 通过具体实验筛选
实时荧光定量PCR介绍
3/12/2024 • 33
主要内容
荧光探针PPT课件
荧光探针
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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。
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荧光探针的优点
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Thanks for attention
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分子信标是一种由寡聚核酸形成的发夹型分子。它包 括一个环,环由与靶分子互补的核酸碱基序列组成; 干为两列互补的碱基序列,在分子信标中,荧光基团 共价地连接在其干部分的一个末端,猝灭基团也靠共 价键连接在干部分的另一末端。
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分子信标未与靶分子结合时,由于干部分两列互 补碱基对之间的氢键连接,使得荧光基团与猝灭基团 距离很近,荧光基团将能量转移给猝灭基团而发生荧 光猝灭;当分子信标与序列互补的靶分子结合时,环 与靶序列杂交而形成了比干部分更长更稳定的碱基对 氢键连接,分子信标发生构型的变化,干部分被打开, 从而使荧光基团远离猝灭基团,荧光基团产生的荧光 得到几乎100%恢复,且所检测到的荧光强度与溶液中 靶标的量成正比。
Fluorephore Spacer hv
F
S
Receptor R
Analyte
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strongly fluorescent
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。
4
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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。
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。
荧光探针的基本原理和应用
荧光探针的基本原理和应用1. 荧光探针的概述荧光探针是一种在化学和生物学领域常用的工具,用于检测和可视化分子的存在和活动。
荧光探针通常是由一个荧光基团和一个针对特定目标的识别元素组成的。
2. 荧光探针的工作原理荧光探针的工作原理基于荧光现象。
当荧光探针与目标分子结合时,荧光基团的激发态发生非辐射衰减,从而释放出荧光信号。
这个荧光信号可以通过荧光显微镜、荧光光谱仪等设备进行检测和分析。
3. 荧光探针的分类荧光探针可以根据不同的识别元素和应用领域进行分类。
3.1 根据识别元素的分类•光学荧光探针:通过结构上的变化或环境改变引起荧光信号的变化。
•化学荧光探针:通过与目标分子发生特异性反应来引起荧光信号的变化。
•生物荧光探针:通过与生物大分子(如DNA、蛋白质)的结合引起荧光信号的变化。
3.2 根据应用领域的分类•医学应用荧光探针:用于疾病的诊断和治疗监测。
•环境监测荧光探针:用于检测和监测环境中的污染物和重金属等。
•生命科学荧光探针:用于生物分子的可视化和研究。
4. 荧光探针的应用举例荧光探针在多个领域具有广泛的应用,以下是其中几个例子:4.1 医学应用荧光探针•荧光标记抗体:用于免疫组织化学染色,用于检测和定位特定抗原。
•荧光探针药物:用于药物传递、药物分子动力学研究等。
4.2 环境监测荧光探针•污染物检测:荧光标记的分子可以用于检测环境中的污染物,如重金属、有机污染物等。
•水质监测:荧光探针可以用于检测水中的pH值、温度、溶解氧等指标。
4.3 生命科学荧光探针•DNA传感器:通过特异性与DNA结合,荧光探针可以用于检测和定量DNA的存在和浓度。
•蛋白质研究:荧光标记的蛋白质可以用于检测和定位蛋白质的表达和分布。
5. 荧光探针的优势和局限性5.1 优势•高灵敏度:荧光探针具有较高的灵敏度,可以检测到低浓度的目标物。
•高选择性:荧光探针可以通过选择合适的识别元素实现对目标分子的高选择性。
•实时监测:荧光探针的荧光信号可以实时监测目标分子的存在和活动。
荧光定量PCR的原理及其应用PPT课件
操作复杂
荧光定量PCR的操作过程相对复杂, 需要专业人员进行操作。
荧光染料和探针的干扰
荧光染料和探针有时会对PCR扩增产 生干扰,影响结果的准确性。
样本中存在抑制剂的可能性
某些样本中可能存在PCR抑制剂,影 响荧光定量PCR的检测结果。
05 荧光定量PCR的发展前景
技术改进与优化
01
02
03
高效多重检测
合成新的DNA链。
的DNA链结合,产生荧
光信号,通过检测荧光
信号的积累,可以实时
监测DNA的扩增过程。
02 荧光定量PCR的种类
SYBR Green I法
原理
SYBR Green I是一种荧光染料,可以与双链DNA结合并发出荧光信号。在PCR扩增过程 中,随着DNA的合成,SYBR Green I荧光信号会逐渐增强,通过监测荧光信号的增强程 度可以实时监测DNA的合成。
通过荧光定量PCR技术,可以检测肿瘤组织中特定基因的 表达水平,从而评估肿瘤的恶性程度、转移风险和预后情 况。
在传染性疾病诊断中的应用
传染性疾病的病原微生物种类繁多,荧光定量PCR技术可以用于快速检测和鉴定 病原微生物,为传染性疾病的诊断提供准确依据。
通过荧光定量PCR技术,可以检测出病原微生物的核酸序列,从而确定传染性疾 病的病原体类型、感染部位和传播途径。
结合微流体技术和数字 PCR技术,实现单分子检 测,提高检测的灵敏度和 分辨率。
纳米材料增强
利用纳米材料增强荧光信 号,降低背景噪声,提高 检测的信噪比。
基因编辑技术
结合基因编辑技术,对基 因组进行定点编辑和改造, 为疾病治疗和基因治疗提 供新手段。
未来发展方向与展望
临床应用拓展
有机小分子荧光探针的研究ppt课件
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14
PET识别分析物理论示意图
PET过程可以用前线轨道理论具体解释:当识别基 团不存在时,荧光团被光激发后,其最高占据轨道 (HOMO)的一个电子跃迁到最低空轨道(LUMO),能 够产生荧光;
若外来识别基团的HOMO或LOMO轨道介于荧光团
两轨道能量之间,此时就可以发生识别基团与荧光团之间
4、激基缔合物(excimer/exciplex)ຫໍສະໝຸດ 精选编辑ppt13
1 光诱导电子转移(PET, photo-induced electron transfer)
光诱导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的过程。
识别基团与被分析物结合之前,荧光基 团受激发,最终被光激发到激发态的电子 不能跃迁到基态,使得荧光基团的荧光淬 灭。而识别基团与被分析物结合后,PET过 程受阻,荧光基团的荧光得以恢复。
一、探针分子和被分析物发生化学反应后形成共价化合物(I);
二、被分析物催化探针分子反应生成两种新物质(II)。
一般而言,基于化学计量计原理设计的荧光分子探针通常具有
不可逆性和较好的选择性。
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基于化学计量计法设计的次氯酸根离子荧光探针
根据次氯酸根可以氧化羟胺的特性,设计合 成了化合物5,当次氯酸根存在时可氧化羟胺结构, 使罗丹明开环,从而形成结构6,最终进一步水解 为罗丹明6G本身7,而产生强烈的荧光。而其它 氧化性分子没有这样的特性,因此可以实现对水 相中次氯酸根的高选择性检测。
有机小分子荧光探针的研究
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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。
菲并咪唑类ICT型荧光探针教学课件.ppt
荧光探针主要有以下4种响应机理:
光诱导电子转移(PET)
(photo-induced electron transfer)
分子内电荷转移(ICT)
(intsfer)
荧光共振能量转移(FRET)
(fluorescence resonance energy transfer)
2 Chem.Eur.J.,2009,15,2305-2309
1
Cys 半胱氨酸 Hcy 同型半胱氨酸 Org.Lett.,2008,10,5577-5580
H N CHO N
F
H N CHO N H-F
J.Fluoresc.,2011,21,1331-1335
咪唑环上的胺基被氟离子脱质子,体系左端的供电子 能力将增强,整个分子内电荷转移程度也随之增强, 通过测试其在光谱性质上发生的改变,达到识别氟离 子的目的。
激基缔合物
(excimer/exciplex)
• 分子内电荷转移(ICT)
分子结构:
电子给体 (Donor)
电子受体 (Acceptor)
电子给体或电子受体本身充当识别基团的一部分。 当识别基团和待测物结合后,作为识别基团的供电 子部分或拉电子部分的推拉电能力发生的改变,整 个体系的的π电子结构重新分布,从而导致吸收光 谱,发射光谱发生变化,主要是光谱红移或蓝移 。
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什么是荧光?
可见光,当紫外光停止照射时,这种光线也随之消失,这种光线称为荧 光。
荧光探针分子的结构
荧光探针分子通常由三部分组成:
识别基团(receptor) 荧光基团(fluorophore) 连接体部分(spacer)
Fluorephore Spacer Receptor hv
F
S
R
Analyte
荧光探针应用举例:
1
2
作为荧光基团的香豆素和作为识别基团的邻氨基苯硫醚以席夫碱相 连,加入锌离子后,与硫醚上的硫原子、席夫碱上的氮原子及香豆 素上的氧原子配位得到结构2,抑制了席夫碱上C=N键的旋转,实现 了荧光从无到有的变化。
荧光探针的应用进展
Ratiometric Fluorescent Pattern for Sensing Proteins Using Aqueous Polymer-Pyrene/γCyclodextrin Inclusion Complexes
荧光探针的目前应用:
大多数生物分子本身荧光较弱或基本无荧光,检测灵敏度较差,使 得荧光探针检测技术的应用成为客观可能,广泛应用于生物分析以 及分析化学中。 常用于标记抗原抗体和核酸,还可以检测蛋白质的活性点位,细胞 检测免疫,研究DNA碱基损伤修复以及药物分子的化学反应活性, 尤其在mistry(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。
strongly fluorescent
识别基团也称受体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。
分类
影响 因素
目前 应用
应用 进展
优点
选择 原则
应用 举例
荧光探针的分类
荧光探针
化学荧光探针 基因荧光探针
有机小分子探针
苯系衍生物、萘系衍生物、 吡啶衍生物、喹啉衍生物、 香豆素衍生物、芘类衍生 物和苯并五元杂环类衍生 物等
纳米荧光探针 研究最多的是半导体纳
米微粒,也称为量子点
荧光蛋白 藻红蛋白
绿色荧光蛋白、增强绿 色荧光蛋白、红色荧光 蛋白等
荧光探针的优点:
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
影响荧光探针性质的因素:
内因
具有大的共轭π键结构 具有刚性的平面结构 取代基团为给电子取代基
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
荧光探针技术的应用与进展
前言:
1、荧光探针技术广泛应用于生物检测,对于药物控释、靶向给药、 检测药效方面可以针对性的进行定性或定量的研究和表征。识别作用 可以标记含有特定基团的生物大分子如蛋白质、抗原抗体、核酸、酶 以及聚合物。 2、荧光探针具有特别强的可设计性,本身的结构设计与高分子密切 相关。
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
原理:用BC代表文中设计的探针。BC含有特殊的H2O2反应位点,能与H2O2反应
背景:活性氧簇(ROS)是一类对生物分子具有很高反应性的含氧分子, R(O其S在它很生多物生分子理则和几病乎理不学反进应程)中,扮反演应后着B重C4要72角nm色处的。荧过光氧强化度氢增(加H,2O而2)69是3nm主处 要的荧的光一强种度RO则S减,弱它,是这细两胞种生荧长光、的繁比殖例与和H分2O化2的的浓重度要呈信线使性。关但系是。同过时量B的C与H2H2OO22 通反应常后预可示以着释疾放病一,种如双癌光症子荧、光神染经料衰,退染和料心可血以管吸疾收7病60等nm。的因近此红外发光展而能发检出测绿体 内的H2O2的方法至关重要。
中国科学院化学研究所的齐莉等科研人员,创新性地提出了发展一类基于聚合物-芘/γ-环糊精主客 体复合物的比率型荧光探针进行蛋白识别。
Analytical Chemistry(Anal. Chem., 2016, 88,1821-1826)
荧光探针的应用进展
Using the two kinds of inclusion complexes, detection and differentiation of four proteins (serum albumin,myoglobin, pepsin, and concanavalin A)
指人们用强荧光的标记试剂或光生 成试剂对待测物进行标记或衍生,
什么是荧光探针技术? 生成具有高荧光强度的共价或非共
价结合的物质,从而实现对待测物 质的定性定量分析。
利用某些物质被紫外光照射后所产生的能够反映出该
什么是荧光分析? 物质特性的荧光进行该物质的定性分析和定量分析的
方法,称为荧光分析。
当紫外光照射到某些物质时,这些物质会发射出不同颜色和不同强度的