荧光探针和分子传感器-课件(PPT·精·选)
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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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3
4
5
6
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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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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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。
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
选择性荧光探针分析PPT课件
识别基团和荧光基团形成络合物，当被分析物加入到该体系中时，由于 识别基团与被分析物的结合能力要强于识别基团与荧光基团的结合能力， 因此被测物将荧光基团置换出来，从而引起了整个体系荧光等化学参数的 变化，进而为仪器或者裸眼识别，该原理常用于设计阴离子荧光探针。
9
Cu2+
CN-
Cu(CN)2
3
4
化合物3以氟硼荧为荧光团修饰了DPA为识别基团，探针本身荧光 很强，但与铜离子络合后可形成结构3，从而淬灭了氟硼荧的荧光，加 入氰根离子后，由于铜离子与氰根离子的结合常数更大，从而把作为荧 光基团的氟硼荧衍生物从络合状态中置换出来得到结构4，使之进入溶 液，荧光恢复，而其它的阴离子没有这样的现象，因此可以实现对氰根 离子的检测。
13
2 1
基于光诱导电子转移机理设计的荧光分子探针
14
2、分子内电荷转移
分子内电荷转移荧光探针分子通常是荧光团 上同时连有推电子基团（电子给体）和吸电 子基团（电子受体）,通过π键提供电子转移的 通道，形成强的推-拉作用的共轭体系，其吸 电子基团或推电子基团本身充当识别基团的 一部分。当识别基团和被分析物结合后，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 。
10
ห้องสมุดไป่ตู้
3、化学计量计法
探针分子 被分析物
新物质A
探针分子 被分析物
中间体
新物质B 新物质C
（I）被分析物和探针分子反应形成了共价化合物； （II）被分析物催化探针分子反应生成两种新物质。
11
荧光分子探针识别原理
荧光分子探针主要有如下几种识别机理： Ø光诱导电子转移机理（PET, photo-induced electron transfer） Ø分子内电荷转移机理（ICT, intramolecular charge transfer） Ø荧光共振能量转移机理（FRET, fluorescence resonance energy transfer） Ø形成激基缔合物（excimer/exciplex）
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Cu2+
CN-
Cu(CN)2
3
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化合物3以氟硼荧为荧光团修饰了DPA为识别基团，探针本身荧光 很强，但与铜离子络合后可形成结构3，从而淬灭了氟硼荧的荧光，加 入氰根离子后，由于铜离子与氰根离子的结合常数更大，从而把作为荧 光基团的氟硼荧衍生物从络合状态中置换出来得到结构4，使之进入溶 液，荧光恢复，而其它的阴离子没有这样的现象，因此可以实现对氰根 离子的检测。
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基于光诱导电子转移机理设计的荧光分子探针
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2、分子内电荷转移
分子内电荷转移荧光探针分子通常是荧光团 上同时连有推电子基团（电子给体）和吸电 子基团（电子受体）,通过π键提供电子转移的 通道，形成强的推-拉作用的共轭体系，其吸 电子基团或推电子基团本身充当识别基团的 一部分。当识别基团和被分析物结合后，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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ห้องสมุดไป่ตู้
3、化学计量计法
探针分子 被分析物
新物质A
探针分子 被分析物
中间体
新物质B 新物质C
（I）被分析物和探针分子反应形成了共价化合物； （II）被分析物催化探针分子反应生成两种新物质。
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荧光分子探针识别原理
荧光分子探针主要有如下几种识别机理： Ø光诱导电子转移机理（PET, photo-induced electron transfer） Ø分子内电荷转移机理（ICT, intramolecular charge transfer） Ø荧光共振能量转移机理（FRET, fluorescence resonance energy transfer） Ø形成激基缔合物（excimer/exciplex）
最新分子探针简介分析化学新方法新技术课件ppt
结
合糖的活性
蛋白质及酶的荧光探针
❖ 蛋白质是生物大分子，它能在溶液中与某些染料静电吸 引或氢键结合，可用紫外可见光度法或荧光测定蛋白质。 另外蛋白质含有氨基（—NH2 或—NH—），—SH，— COOH和=CO,可用与以上基团发生反应的荧光 衍生试剂对蛋白质标记，进而用色谱及电泳分离紫外可 见或荧光检测蛋白质
PPT素材：/sucai/ PPT图表：/tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ 范文下载：/fanwen/ 教案下载：/jiaoan/ PPT课件：/kejian/ 数学课件：/kejian/shu xue/ 美术课件：/kejian/me ishu/ 物理课件：/kejian/wul i/
分子探针简介分析化学新 方法新技术
写在前面
经典化学分析：沉淀剂、滴定剂、萃取
剂、指示剂和显色剂等 发展方向：微型化、仿生化、自动化、信 息化
目前最高水平：DNA序列分析中标记碱基
的四种分子荧光探针
微型化：纳米芯片、生物芯片及芯片上的实验室 仿生化：电子鼻和电子舌的传感器 自动化：原位及体内实时在线检测 信息化: 临床、环境及生产过程检测的网络化
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表示水这 种物质
宏观意义
表示水由 氢元素和 氧元素组 成
例：H2O表示的意义：
表示一个 水分子
微观意义
表示一个水 分子由2个氢 原子和1个氧 原子构成
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3.化学式的书写和命名
（1）化学式的写法 ①单质 金属单质：铁（Fe） 铝(Al) 固态非金属单质：硫(S) 磷(P) 稀有气体：氖气(Ne) 氦气(He)
半渗透膜；A~T选择， 细胞周期研究；染色 体和细胞计数染色； 支原体检测
水或 甲醇
合糖的活性
蛋白质及酶的荧光探针
❖ 蛋白质是生物大分子，它能在溶液中与某些染料静电吸 引或氢键结合，可用紫外可见光度法或荧光测定蛋白质。 另外蛋白质含有氨基（—NH2 或—NH—），—SH，— COOH和=CO,可用与以上基团发生反应的荧光 衍生试剂对蛋白质标记，进而用色谱及电泳分离紫外可 见或荧光检测蛋白质
PPT素材：/sucai/ PPT图表：/tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ 范文下载：/fanwen/ 教案下载：/jiaoan/ PPT课件：/kejian/ 数学课件：/kejian/shu xue/ 美术课件：/kejian/me ishu/ 物理课件：/kejian/wul i/
分子探针简介分析化学新 方法新技术
写在前面
经典化学分析：沉淀剂、滴定剂、萃取
剂、指示剂和显色剂等 发展方向：微型化、仿生化、自动化、信 息化
目前最高水平：DNA序列分析中标记碱基
的四种分子荧光探针
微型化：纳米芯片、生物芯片及芯片上的实验室 仿生化：电子鼻和电子舌的传感器 自动化：原位及体内实时在线检测 信息化: 临床、环境及生产过程检测的网络化
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表示水这 种物质
宏观意义
表示水由 氢元素和 氧元素组 成
例：H2O表示的意义：
表示一个 水分子
微观意义
表示一个水 分子由2个氢 原子和1个氧 原子构成
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3.化学式的书写和命名
（1）化学式的写法 ①单质 金属单质：铁（Fe） 铝(Al) 固态非金属单质：硫(S) 磷(P) 稀有气体：氖气(Ne) 氦气(He)
半渗透膜；A~T选择， 细胞周期研究；染色 体和细胞计数染色； 支原体检测
水或 甲醇
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
14
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）
荧光探针和分子传感器
biochemistry200544712571307130dnadnabasedphindicatorbasedphindicator表征表征mcfmcf77乳腺癌细乳腺癌细胞编程性死亡过程胞编程性死亡过程apoptosismcfmcf7乳腺癌细胞乳腺癌细胞fluorescencespectroscopyfluorescencespectroscopyfluorescencespectroscopy200507052005070548通过静脉注射或腹腔注射到生物体内的近红外荧光探针吸着并聚集于肿瘤等组织中肿瘤中存在特异的细胞蛋白质酶等这些物质可与荧光探针结合或反应而发出荧光可根据荧光的位置强度得知肿瘤的位置大小是否转移扩散及肿瘤的阴性阳性等一系列信息
Fluorophore
.
NO+
R.
Fluorophore
N OR
I
Paramagnetic (Low fluorescence)
II
Diamagnetic (High fluorescence)
产物抗磁性，稳定
自由基之间的反应快速
多功能探针：ESR；荧光（强度、偏振、寿命等） 荧光显微技术应用于细胞、组织的自由基作用研究
Fluorescence Anisotropy 各项异性 r Fluorescence Polarization 荧光偏振 p
Excitation and emission spectra
Excitation spectrum em
F
Emission spectra
ex
F
1
ex
em
Fluorescence lifetime
Φ Γ Γ knr
Sensor (1)
Fluorophore
.
NO+
R.
Fluorophore
N OR
I
Paramagnetic (Low fluorescence)
II
Diamagnetic (High fluorescence)
产物抗磁性，稳定
自由基之间的反应快速
多功能探针：ESR；荧光（强度、偏振、寿命等） 荧光显微技术应用于细胞、组织的自由基作用研究
Fluorescence Anisotropy 各项异性 r Fluorescence Polarization 荧光偏振 p
Excitation and emission spectra
Excitation spectrum em
F
Emission spectra
ex
F
1
ex
em
Fluorescence lifetime
Φ Γ Γ knr
Sensor (1)
菲并咪唑类ICT型荧光探针教学课件.ppt
灵敏度高选择性好不需预处理不受外界电磁场影响简便快速荧光探针分子结构识别基团receptor荧光基团fluorophore连接体部分spacerhvstronglyfluorescentfluorephorespacerreceptoranalyte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 。
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 。
有机小分子荧光探针的研究ppt课件
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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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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。
分子成像探针PPT课件
CT
解剖结构 血流灌注
PET-CT 分子影像
18F-FDG & 葡萄糖
CH2OH O
CH2OH O
OH
OH
OH
18F
2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖
OH
OH
OH
OH
葡萄糖
Vessel
18F-FDG代谢示意图
Cell
Glycogen
K1
18F-FDG
K2
18F-FDG-1-P
Hexokinase
K3
一、概述 二、分子探针与成像靶点结合的基础 三、亲和组件的高通量筛选 四、常见的分子成像探针
常见的分子成像探针
(一)放射性核素分子成像探针 (二)光学分子成像探针 (三)磁共振分子成像探针
(一)放射性核素分子成像探针
放射性核素灵敏度极高 检测10-18~10-14g 少于1000个分子的核酸含量
18F-FDG
18F-FDG-6P
K4
Glucose-6-
18F-FDG-6phosphogluconolactone
phosphatase
18F-fru-6-P
HMP shunt
Glucose transporter protein
Glycolysis
18F-FDG-6-p in cancer cell
用物理方法传递无生物膜穿透性的分子 探针
转染剂转运法
肽类基膜置换物介导法
一、概述 二、分子探针与成像靶点结合的基础 三、亲和组件的高通量筛选 四、常见的分子成像探针
分子探针与成像靶点结合的基础
受体与配体的分子识别 抗原—抗体特异性分子识别 酶与底物的分子识别 特异蛋白之间的分子识别 核苷酸链之间的分子识别 蛋自质与核酸分子的分子识别