生物大分子与有机小分子荧光探针相互作用的静态荧光猝灭理论及实验研究
小分子生物硫醇荧光探针研究进展
小分子生物硫醇荧光探针研究进展硫醇分子是一类含有硫原子的有机化合物，具有广泛的生物活性和生物学功能。
很多生物过程中都涉及到硫醇分子的参与，如蛋白质酶催化、细胞代谢和信号传递等。
因此，对硫醇分子的探测和定量分析在生命科学和医学等领域具有重要的意义。
近年来，小分子生物硫醇荧光探针的研究成为生命科学研究的热点之一。
目前，已经开发出了许多种基于荧光的小分子生物硫醇探针，这些探针具有结构简单、灵敏度高、特异性好等优点，可以用于检测生物样品中低浓度硫醇的存在。
下面将对小分子生物硫醇荧光探针的研究进展进行综述。
1. 分子设计策略小分子生物硫醇荧光探针的设计一般基于硫醇与探针之间的反应机理。
目前，单硫质量法和双硫质量法是较为常用的设计策略。
单硫质量法：探针分子中含有硫醇反应部位，硫醇与探针分子反应后形成稳定的荧光产物。
例如，采用NF-kB转录因子结构域中的保守半胱氨酸螯合靶点，结合染料模块得到SsnB探针。
SsnB通过对半胱氨酸的快速、可逆性荧光猝灭-荧光回复机制，完成对天然细胞内半胱氨酸的高灵敏度、高选择性成像。
双硫质量法：探针分子中含有两个硫醇反应部位，当硫醇与探针分子反应后形成荧光产物，这种方法可以减少假阳性反应。
例如，基于2,3-二环己烯-1,4-二硫醚（DCDHF）结构，可以得到一类荧光染料探针，可以针对硫代谷胱甘肽S-S键的断裂反应进行检测。
2. 探针类型小分子硫醇荧光探针的种类繁多，可以根据其化学结构、光学性质和生物应用等方面分为不同的类别。
（1）巴比妥酸探针：巴比妥酸基团在光激发下能够产生强烈的荧光信号，具有高的选择性和灵敏度检测半胱氨酸。
（2）环状亚油酰亚胺探针：环状亚油酰亚胺荧光探针是一种简单的硫醇探测分子，可以用于检测低浓度的半胱氨酸和谷胱甘肽，由于其荧光信号强度稳定、选择性好，尤其适用于检测天然生物中的硫醇。
（3）吲哚酮类探针：吲哚酮是一类常用的荧光染料，可以通过反应产生持久的差异荧光信号。
基于有机小分子传感器的生物分子检测方法研究
基于有机小分子传感器的生物分子检测方法研究一、引言生物分子检测方法的研究在科学领域中具有重要意义。
为了实现更为精确和快速的生物分析，科学家们不断探索新的技术和方法。
其中，基于有机小分子传感器的生物分子检测方法备受关注。
本文将主要讨论该方法的研究现状和前景。
二、有机小分子传感器的基本原理有机小分子传感器是一种将有机小分子作为感测元件，可与特定的生物分子相互作用并发生可测量的信号变化的探测器。
其基本原理是利用有机分子的特异性与生物分子结合，并通过适当的检测元件将结合事件转化为对应的信号输出。
三、常见的有机小分子传感器1. 荧光探针：荧光探针是利用有机荧光分子作为探测元件，通过荧光的增强或猝灭来检测生物分子。
这种传感器可以通过改变有机分子的结构或与生物分子相互作用后引起的荧光变化来实现对生物分子的高度敏感检测。
2. 导电聚合物传感器：导电聚合物传感器是利用导电聚合物与目标生物分子发生作用后其电导率的变化来进行检测的。
这种传感器可以通过导电聚合物与生物分子的结合来调控电子转移过程，进而实现对生物分子的定量测量。
3. 表面增强拉曼散射传感器：表面增强拉曼散射传感器利用有机小分子在金属表面的增强效应来实现对生物分子的检测。
通过与纳米颗粒包裹的有机小分子结合后，目标生物分子的拉曼散射信号得到大幅度增强，从而实现对其的高灵敏度检测。
四、研究现状与应用前景1. 研究现状：目前，在有机小分子传感器的研究领域，学术界和工业界都取得了一系列研究成果。
有机小分子传感器在医学生物分析、环境监测、食品安全等领域具有广泛应用前景。
例如，利用有机小分子传感器检测致病菌的存在，可以提供快速筛查和有效控制的手段，有助于提高食品安全水平。
2. 应用前景：随着科学技术不断进步，有机小分子传感器在生物分子检测领域的应用前景仍然广阔。
可以预见，未来有机小分子传感器将在医学、生物学和环境科学等领域中发挥更加重要的作用。
科学家们可以通过改进传感器结构和分子识别机制，提高其灵敏度、选择性和稳定性。
1，3，5-三羟基苯与BSA相互作用的荧光光谱研究
1，3，5-三羟基苯与BSA相互作用的荧光光谱研究冯建华;吴刚;汪丽;徐婷婷【摘要】在模拟生理条件下，运用荧光光谱法研究了1，3，5‐三羟基苯与牛血清蛋白（BSA ）分子间的相互作用，确定了二者之间的结合常数、结合位点数及其猝灭常数。
二者之间相互作用导致的荧光猝灭是一种动态猝灭机理，与BSA的结合位点数近似等于0．6。
利用同步荧光光谱研究了1，3，5‐三羟基苯与BSA作用产生的蛋白质构象，结果表明，二者之间的相互作用导致了在白蛋白内部产生了局部结构的伸展，同时在色氨酸和酪氨酸残基的局部两极方向上产生了结构的变化。
%The interactions between bovine serum albumin (BSA) and 1 ,3 ,5‐Trihydroxybenzene under simulated physiological conditions were experimented by fluorescence spectroscopy . The binding parameters (binding constants and number of binding sites) and quenching constants were determined . The quenching mechanism was assigned to a dynamic quenching interaction .Number of binding is approximately about 0 .6 for BSA .The effect of 1 ,3 ,5‐Trihydroxybenzene on the protein conformation was investigated by using synchronous fluorescence spectroscopy .The results revealed partial unfolding in the albumins upon interaction ,as well as changes in the local polarity around the tryptophan (Trp) and tyrosine(Tyr) residues .【期刊名称】《滁州学院学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P52-56)【关键词】1 ,3 ,5-三羟基苯;牛血清蛋白(BSA);相互作用;荧光光谱;猝灭【作者】冯建华;吴刚;汪丽;徐婷婷【作者单位】滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州239000;滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州239000;滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州239000;滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州239000【正文语种】中文【中图分类】O657.3蛋白质就像由分子组成的机器，它是细胞的基本组成模块和生命控制中心，蛋白质所具有的功能是非常多样化的，如物质酶的活性和输送就是在相关蛋白质的控制作用下基于对目标分子的高度特定的一种识别。
荧光光谱法研究美托拉宗与牛血清白蛋白的相互作用
化 学 分 析 计 量
２１ ０ ０年 第 １ ９卷 ， ３期 第
，
荧光光谱法研究美托拉宗与牛血清白蛋白的相互作用 术
尚永 辉 杨 格 格 ，
（ ． 阳师 范学院化学与化工学院， 阳 ７ ２ ０ ； ２ 西北大学分析科学研究所 ， １咸 咸 １０ ０ ． 西安 ７ ０６ ） １０ ９
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
６ ００ 、 ５ ０ ）美托 拉宗 ： 标准 品 ， 国药 品生 物 制 品检定 中
所；
波长 ／ｈｌ ｉ ｌ
。 ｓ ＝Ｏ． Ｂ＾ １×ｉ ｍｏ／Ｌ ０一 ｌ
Ｔｉ—ＨＣ 缓 冲溶 液 ：Ｈ ７ ４ ； ｒ ｓ １ ｐ ．０
实验 所用试 剂均 为分 析纯 ， 为双 重蒸馏 水 ； 水 以 Ｔｉ—ＨＣ 缓 冲溶 液 为溶 剂 分别 配制 浓 度均 ｒ ｓ １ 为 １ ０Ｘ１ 。ｍ ｌＬ的 Ｂ Ａ 及 美 托 拉 宗 的标 准 溶 ． ０ ｏ ／ Ｓ
液， 两种标 准 溶 液 都在 ０～４ 的 冰箱 中保 存 ， 时 ℃ 用
稀释 。
１～１ ６的 Ｃｅｌｏ 依次为 ０、． 、 ｍｔｚｅ ｏｎ ａ ０ ２ ……、． 、 ． ￣ｏ Ｌ ２ ８ ３ ０ｐ ｌ ｍ／
图 １ 美托拉宗对牛血清白蛋 白荧光的猝灭光谱 （９ Ｋ ２２ ）
国家 自 然科学基金项 目（ ９５８）西北大学研究生交叉学科资 ２ ７ １； ０ ０
司；
电子分析 天平 ： Ａ一１０ Ｈ ８ ＭＦ型 ， 日本 １立公 司 ； ３ 恒 温水浴 ： Ｂ一 ５型 ， Ｔ ８ 日本 岛津公 司 ； 实 验室 ｐ Ｈ计 ：Ｈ Ｊ ４ ｐ Ｓ 一 Ａ型 ， 上海 雷磁 仪器 厂 ； 牛 血 清 白 蛋 白 （ ｍｒ ｃ ．０ ３ ， 子 量 为 Ａ ｅ ｏ ９０ 分 ｓ
巴比妥钠与牛血清白蛋白结合反应的热力学研究_林娟
大分子的荧光平均寿命取 10 - 8 s ; [ Q]是猝灭剂浓度 ; KSV 是
动态猝灭常数 , 即 Stern2Volmer 常数 , 反映了生物大分子与
荧光猝灭剂在动态猝灭过程中彼此扩散和相互碰撞达到平衡 等提出求生物大分子和有机小分子静态猝灭常
数的方法 , 得到了荧光强度 、猝灭剂浓度和静态猝灭常数之 间的 Lineweaver2Burk 双倒数关系
Fig1 1 Fluorescence quenching spectra of bovine serum albumin( BSA) as Barbital sodium( BBTS) were added
p H 71 40 , λex/λem = 290 nm/ 345 nm , c (BSA) = 61 7 ×10 - 7 mol · L - 1 , c ( BB TS) ×10 - 7 mol ·L - 1 , 1 →7 : 0 , 11 34 , 41 02 , 61 70 , 81 04 , 121 06 , 171 42 21 2 BBTS 与 BSA 的作用力类型和热力学参数
1 =1+
1
(2)
F0 - F F0 KLB F0 [ Q ]
式中 KLB 是静态猝灭结合常数 。
按照实验方法 , 分别测出在 17 和 37 ℃时体系的荧光光
谱 , 得到相对荧光强度数值 。作出了体系的 Stern2Volmer 曲
线和 Lineweaver2Burk 双倒数曲线 , 见图 2 和图 3 , 对其进行
巴比妥钠 (barbital sodium , 简称 BB TS) 是巴比妥类药物 中最重要的一种 , 被用作镇静剂 、催眠剂 , 也用作麻醉诱导 剂和治疗癫痫病[1] 。该药大剂量使用可致死 , 其与生物分子 作用的结合机理及药理活性等目前未见报道 。
荧光淬灭常见原因
荧光淬灭常见原因荧光淬灭是指在荧光染料激发下发出的荧光在一定条件下突然消失的现象。
荧光淬灭常见于生物实验、光学成像等领域，对于研究者来说，了解荧光淬灭的原因至关重要，可以帮助他们正确解读结果和优化实验设计。
下面将详细介绍荧光淬灭的常见原因。
1. 触发荧光淬灭的物理现象：一种常见的荧光淬灭现象是非辐射能量转移。
当荧光染料与另一种分子（通常是有机小分子）相互作用时，非辐射能量转移会导致荧光淬灭。
这种能量转移通常发生在激发态的分子之间，其中一个分子从激发态回到基态，而另一个分子则激发到高能态。
这种非辐射能量转移导致荧光淬灭。
2. 溶剂极性和极性荧光淬灭：荧光染料分子在溶剂环境中的极性可以影响荧光淬灭。
一般来说，非极性溶剂（如苯）对荧光淬灭的影响较小，而极性溶剂（如水）会加速荧光淬灭。
这是因为在极性溶剂中，离子和溶剂分子之间的相互作用可以导致荧光淬灭。
3. 分子间相互作用：分子间的相互作用也是导致荧光淬灭的常见原因。
分子聚集和聚合可以通过静电相互作用、水合作用或π-π堆积来导致荧光淬灭。
当荧光染料分子聚集在一起时，它们之间的相互作用可以促使染料分子处于非激发态，导致荧光淬灭。
4. 氧化和还原反应：氧化和还原反应也是一种触发荧光淬灭的常见原因。
荧光染料分子可以很容易地发生氧化或还原反应，这些反应会导致荧光淬灭。
对于某些荧光染料来说，当它们发生氧化或还原反应时，海森堡-拉信法则会导致它们的荧光淬灭。
5. pH值的影响：溶液的pH值可以对荧光淬灭产生影响。
荧光染料的荧光淬灭通常由于pH值的变化而发生。
在不同的pH条件下，荧光染料可能会发生质子化或去质子化反应，这些反应会影响其荧光性能，导致荧光淬灭。
6. 温度的影响：温度对荧光淬灭也有一定影响。
温度升高可以加快分子碰撞和动力学过程，增强了非辐射能量转移，导致荧光淬灭。
因此，在高温条件下，荧光淬灭可能更容易发生。
7. 时间因素：荧光染料的荧光淬灭也受到时间因素的影响。
研究方法荧光光谱法荧光猝灭过程可...
::.,.浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。
除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的法律责任。
作者签名:王婧日期珈侈年月矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于、保密口,在年解密后适用本授权书。
、不保密口。
请在以上相应方框内打“√”作者签名:工靖日期:≯了年月为日日期:必,;年‘月, 日导师签名:毛麦屯岳浙江工业大学硕士论文多酚类化合物与牛血清蛋白相互作用的研究摘要本论文采用光谱技术包括荧光光谱法、同步荧光法、圆二色谱法和紫外.可见光谱法和分子模拟技术相结合的方法,研究了多酚类化合物与牛血清白蛋白的相互作用。
实验结果表明,矢车菊素..葡萄糖苷..及异甘草素对的猝灭类型均为静态猝灭。
.及与的结合位点数约为,形成: 结合物。
时,与..和的结合常数分别为.×和.×。
由与.和结合过程中热力学参数测定结果表明,与、的结合过程是一个自发过程。
而且,焓变△和熵变均为负值,表明了与.及结合过程中的主要作用力是氢键和范德华力。
从圆二色谱及同步荧光结果可知,..与结合后,对的二级结构影响较小。
而与结合后,二级结构及色氨酸和酪氨酸附近的微环境可能发生了改变。
分子模拟结果表明,一结合在的’位上,且.与上的,,,残基形成了氢键。
而结合在的位上,与上的,,,残基形成了氢键。
新型有机小分子在生化荧光探针中的应用
新型有机小分子在生化荧光探针中的应用有机小分子是广泛应用于各种生物领域的一种化学物质，具有一定的生物活性和分子识别能力。
在生化荧光探针中，有机小分子可以作为荧光染料，与生物分子结合形成复合物，发挥荧光作用，从而完成生物分子的检测和定量分析。
新型有机小分子作为荧光探针在生物学、医学等领域的应用越来越广泛。
一、有机小分子在生化荧光探针中的优势1. 可控性好有机小分子的结构可以通过化学合成进行精细调控，具有较强的可控性。
通过调整有机小分子的化学结构和配位基团，可以使其与特定的生物分子发生选择性、高亲和力的相互作用。
2. 易于标记与蛋白质、核酸等大分子相比，有机小分子具有相对较小的分子量，因此易于标记。
将有机小分子与荧光基团结合后，可以通过荧光显微镜等手段直接观察其与生物分子的相互作用。
3. 光学性质优异有机小分子的光学性质在一定程度上决定了其作为荧光探针的使用效果。
一些新型有机小分子具有较高的荧光量子产率、良好的荧光稳定性和响应速度，可以用于高灵敏度、高选择性的生物分子检测。
二、新型有机小分子的应用前景1. 荧光探针新型有机小分子作为荧光探针，在生物分子的检测和定量分析上具有广泛的应用前景。
例如，近年来研究人员发现了一类新型的有机小分子，称为悠闲蓝（leisure blue），具有发射波长可调、荧光强度高、环境敏感等特点。
悠闲蓝可以用于活细胞荧光成像和标记蛋白质等生物分子，具有广泛的应用前景。
2. 生化传感器新型有机小分子还可以作为生化传感器应用于生物分子的检测等领域。
例如，近年来研究人员合成了一种新型的生化传感器，称为BTXB，可以检测细胞内钙离子浓度。
BTXB是一种由氮、硫、硒构成的有机小分子，具有高灵敏度、高选择性和长时间稳定性的特点，可以用于生物医学研究和药物开发。
三、新型有机小分子的合成方法要合成具有一定生物活性和分子识别能力的有机小分子，需要进行精细的化学合成。
近年来，研究人员提出了一系列新型有机小分子的合成方法，以满足生化荧光探针等需要。
荧光纳米探针的合成及其应用研究进展
第43 卷 第 1 期2024 年1 月Vol.43 No.11~18分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO （Journal of Instrumental Analysis ）荧光纳米探针的合成及其应用研究进展侯可心，丁晟，杨焜，王在玺，李钒*（军事科学院系统工程研究院，天津 300171）摘要：近年来涌现的荧光纳米探针独特的尺寸及结构赋予其优异的光稳定性、较高的荧光量子产率、可调的激发发射波长等众多优势，引起科研工作者的广泛关注。
荧光纳米探针作为一类重要的光响应性纳米材料在小分子及生物大分子检测、细胞成像、活体诊断等领域具有广阔的应用前景，有望成为传统有机荧光染料的理想替代物。
该文针对目前研究较多的量子点、金属纳米簇及金属-有机框架及其他纳米荧光探针，介绍了其结构组成、物理化学性质等基本性质，并着重阐述其主要合成方法以及在化学传感、生物医学等领域的应用及研究进展，最后对目前该领域的发展前景做出总结及展望。
关键词：荧光纳米探针；光响应性；量子点；金属纳米簇；金属-有机框架中图分类号：O657.3；G353.11 文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2024）01-0001-18Research Progress of Design ，Synthesis and Application of Fluo⁃rescent Nanoprobe HOU Ke -xin ，DING Sheng ，YANG Kun ，WANG Zai -xi ，LI Fan *（Institute of Medical Support Technology ，Academy of System Engineering of Academy of Military Sciences ，Tianjin 300171，China ）Abstract ：In recent years the unique size and structure of fluorescent nanoprobe would give it excel⁃lent performances including good photo stability ，high fluorescence quantum yield and the adjustable length of the excitation and emission wavelengths ，and these advantages attract wide attention of re⁃searchers. Fluorescent nanoprobe as an important kind of photo -responsive nanomaterial is consid⁃ered promising in many fields such as small molecules detection ，biomacromolecules detection ，cel⁃lular imaging and real -time in vivo diagnosis ，and is expected to become an ideal substitute for tradi⁃tional organic fluorescent dyes. The aim of this review is to provide a survey on the research progress of the main materials such as quantum dots ，metal nanoclusters and metal organic frameworks ，in⁃cluding structure and physicochemical property ，especially the synthetic method and the application in chemical sensing and biomedical fields ，while finally make summary and prospect.Key words ：fluorescent nanoprobe ；photo -response ；quantum dots ；metal nanoclusters ；metal or⁃ganic frameworks 荧光探针作为一种荧光传感器，以荧光物质为指示剂，可通过荧光信号变化用于对特定分子的检测。
荧光探针的设计与应用实例
荧光探针的设计与应用实例荧光探针是一种用于检测、分析和监测生物分子、细胞和生物系统的工具。
它通过与目标分子产生特异性的相互作用，从而发生荧光信号的变化，进而实现对目标分子的定量或定性分析。
本文将介绍荧光探针的设计原理、常用的结构和应用实例。
一、荧光探针的设计原理荧光探针的设计基于分子间相互作用的原理。
通过选择合适的探针靶点和配体分子，可以实现对目标分子的高灵敏度和高选择性的检测。
常见的荧光探针设计原理包括荧光共振能量转移（FRET）原理、静态猝灭原理、电子转移原理等。
1. 荧光共振能量转移（FRET）原理FRET原理基于荧光分子间的能量传递。
当一个荧光分子（供体）与另一个荧光分子（受体）靠近并形成复合物时，供体吸收的能量可以通过非辐射的能量传递方式传递给受体，受体则通过辐射发出新的荧光信号。
FRET原理被广泛应用于蛋白质相互作用、细胞信号通路的研究中。
2. 静态猝灭原理静态猝灭是指非辐射能量转移导致荧光信号的猝灭。
当荧光探针与某种化学物质或生物分子结合时，它们之间的相互作用可以导致荧光信号的猝灭。
通过测量荧光信号的强度变化，可以得到目标分子的信息，如浓度、活性等。
3. 电子转移原理电子转移是指荧光分子和化学物质之间的电子转移过程。
当荧光探针与目标分子发生电子转移时，荧光信号的强度或波长会发生变化。
电子转移原理广泛应用于氧气、离子和分子的检测与测量中。
二、常用的荧光探针结构荧光探针的结构多种多样，常见的有有机染料、量子点、荧光蛋白和纳米粒子等。
不同的结构具有不同的荧光性质和应用特点。
1. 有机染料有机染料是最常用的荧光探针之一。
它们具有较高的荧光量子产率、较长的激发和发射波长范围以及较好的溶解性。
例如，吲哚染料家族是一类常用的有机染料，其结构简单、合成方法成熟，可用于蛋白质的荧光标记和细胞成像等应用。
2. 量子点量子点是一种具有特殊电子结构的纳米材料。
它们具有优异的荧光特性，如窄的光谱带宽、高亮度、抗光照衰减等。
荧光猝灭原理
荧光猝灭原理荧光猝灭是指荧光分子在激发态下，由于与其周围环境发生相互作用而失去激发能量，从而回到基态的过程。
荧光猝灭现象在荧光光谱分析、生物标记、材料研究等领域具有重要的应用价值。
本文将从分子结构、猝灭机制、影响因素和应用领域等方面对荧光猝灭原理进行介绍。
首先，荧光猝灭的分子结构对其发生有重要影响。
分子内的构型、键长、键角等因素都会影响分子的激发态寿命和荧光量子产率，从而影响荧光猝灭的发生。
此外，分子之间的相互作用也会对荧光猝灭产生影响，例如分子间的静电作用、范德华力、氢键等都可能导致荧光猝灭的发生。
其次，荧光猝灭的机制主要包括动态猝灭和静态猝灭两种。
动态猝灭是指在分子激发态寿命内，分子发生与其他分子的碰撞，从而失去激发能量的过程。
而静态猝灭则是指分子之间由于静电作用、范德华力等相互作用导致的荧光猝灭。
这两种猝灭机制在实际应用中都具有重要的意义。
影响荧光猝灭的因素多种多样，其中包括溶剂效应、温度效应、氧气效应等。
溶剂的极性、氧化还原性等性质都会对荧光猝灭产生影响。
温度的变化也会影响分子的振动、转动等运动状态，从而影响荧光猝灭的发生。
此外，氧气的存在也会加速荧光猝灭的发生，因此在实验条件下需要注意排除氧气的干扰。
最后，荧光猝灭在生物标记、荧光探针、材料研究等领域具有广泛的应用。
例如，在生物标记中，通过对荧光猝灭的研究可以设计出更稳定、更灵敏的荧光标记物；在荧光探针领域，荧光猝灭的原理也被广泛应用于分子探针的设计和性能优化；在材料研究中，荧光猝灭的研究有助于设计出更高效的荧光材料。
综上所述，荧光猝灭原理是一个重要的研究领域，其在荧光光谱分析、生物标记、材料研究等领域具有重要的应用价值。
通过对荧光猝灭的深入研究，可以更好地理解荧光现象的本质，为相关领域的应用提供更多的可能性。
荧光探针淬灭机制
荧光探针淬灭机制1. 引言荧光探针是一种常用的生物标记物，广泛应用于生物医学研究和临床诊断中。
荧光探针淬灭机制指的是荧光分子在特定条件下失去发射荧光的能力，从而实现对生物样本中目标分子的定量检测。
本文将介绍荧光探针淬灭机制的原理、分类以及应用领域。
2. 荧光探针淬灭机制原理荧光探针淬灭机制可以通过两种方式实现：非辐射转移和化学淬灭。
2.1 非辐射转移非辐射转移是指当激发态荧光分子与另一种分子接触时，能量从激发态传递给该分子，而不是通过辐射发出荧光。
这种机制通常包括两种类型：共振能量转移和电荷转移。
2.1.1 共振能量转移共振能量转移又称为FRET（Fluorescence Resonance Energy Transfer），是指两个相互作用的分子之间发生能量转移的过程。
其中一个分子处于激发态时，通过非辐射转移将能量传递给另一个分子，使其跃迁到激发态。
这一过程需要两个分子之间有足够的距离和适当的相对取向。
2.1.2 电荷转移电荷转移是指在某些特定条件下，激发态荧光分子中的电荷从一个原子或基团转移到另一个原子或基团上，从而导致荧光猝灭。
这种机制通常发生在含有共轭体系的化合物中。
2.2 化学淬灭化学淬灭是指通过与其他物质发生化学反应，使荧光探针失去荧光信号的能力。
常见的化学淬灭机制包括氧化还原反应、酸碱反应和金属离子配位等。
3. 荧光探针淬灭机制分类根据不同的淬灭机制，荧光探针可以分为以下几类：3.1 基于共振能量转移的荧光探针基于共振能量转移的荧光探针利用共振能量转移的原理，将荧光分子与另一种分子（通常是某种生物分子）相连，通过能量转移实现对该生物分子的检测。
例如，荧光标记的抗体可以与特定的抗原结合并发生共振能量转移，从而实现对抗原的检测。
3.2 基于电荷转移的荧光探针基于电荷转移的荧光探针利用电荷转移机制猝灭荧光信号。
这类探针通常含有共轭体系和供电子基团，当与特定分子结合时，电荷转移发生并导致荧光淬灭。
聚集荧光淬灭(ACQ)和聚集诱导发光(AIE)机理研究
目录第一章绪论 (4)1.1有机发光材料应用介绍 (4)1.2 ACQ效应和AIE效应 (4)1.2.1 聚集荧光淬灭效应(aggregation-caused quenching, ACQ)介绍 (4)1.2.2 聚集诱导发光效应(aggregation-induced emission，AIE)介绍 (5)1.3 ACQ和AIE效应研究进展 (6)1.4 课题的提出与设计 (6)1.4.1 课题的提出 (6)1.4.2 课题的具体设计 (6)1.4.3 实验目标 (7)第二章实验部分 (8)2.1合成SB1和SB2 (8)2.2 SB1的光物理性质与ACQ性质 (8)2.3 SB2的光物理性质和AIE性质 (10)2.4 SB1和SB2的荧光pH值传感应用 (12)第三章理论研究部分 (13)3.1 理论研究分析方法 (13)3.2 分子结构/排列对SB1光学性质及ACQ性质的影响 (13)3.3分子结构/排列对SB2光学性质及AIE性质的影响 (15)3.4 结果分析 (17)第四章总结与展望 (18)4.1 论文总结 (18)4.2 有待进一步解决的问题 (19)第五章致谢 (19)第六章附录 (20)5.1 所用试剂，仪器与软件信息 (20)5.2 参考文献 (21)聚集荧光淬灭（ACQ）和聚集诱导发光(AIE)机理研究Mechanism Study of Aggregation-caused Quenching(ACQ) and Aggregation-induced Emission (AIE)专业：应用化学摘要：对于绝大多数传统的有机发光材料，当处于聚集态时，出现荧光猝灭的现象，我们称之为聚集荧光淬灭效应(aggregation-caused quenching, ACQ)。
而近年来，随着科学技术的不断发展，化学家们发现了一种发光性质截然相反的荧光材料。
这种发光材料在稀溶液中几乎不发光，反而在聚集态下表现出很强的荧光，并把它命名为聚集态诱导发光效应(aggregation-induced emission，AIE)。
多光谱法研究钙黄绿素－Ｕ（ＶＩ）配合物与鲱鱼精ＤＮＡ的作用机理
第３８卷 第１期 ２０２３年３月 西 南 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２０２３ＤＯＩ：１０．２００３６／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１ ８７５５．２０２３．０１．００４收稿日期：２０２２－０１－０２；修回日期：２０２２－０３－２９基金项目：国家自然科学基金（Ｕ１７３０１１４）；环境友好能源材料国家重点实验室自主课题（２１ｆｋｓｙ２６）作者简介：第一作者，刘德春（１９７４—），男，博士，讲师，研究方向为化工传质与分离、吸附材料，Ｅ ｍａｉｌ：ｌｉｕｄｅｃｈｕｎ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ；通信作者，杨文彬（１９７１—），男，教授，研究方向为储能材料，Ｅ ｍａｉｌ：ｙａｎｇｗｅｎｂｉｎ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ多光谱法研究钙黄绿素－Ｕ（ＶＩ）配合物与鲱鱼精ＤＮＡ的作用机理刘德春１，２ 杨文彬１，２ 肖 啸２ 杨 懿２ 谢红威２ 李 威２ 颜奥琦２（１．西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室 四川绵阳 ６２１０１０；２．西南科技大学材料与化学学院 四川绵阳 ６２１０１０）摘要：结合ＵＶ－Ｖｉｓ吸收光谱、荧光光谱和黏度测试法，系统研究了Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ（ｐＨ＝７．２５）缓冲溶液中Ｕ（ＶＩ）－钙黄绿素（ＣＡ）配合物与鲱鱼精ＤＮＡ（ｈｓＤＮＡ）的相互作用机理。
通过摩尔比率法确定Ｕ（ＶＩ）－ＣＡ－ｈｓＤＮＡ体系的结合比ｎＵ（ＶＩ）∶ｎＣＡ∶ｎｈｓＤＮＡ＝１∶２∶１。
以双倒数法计算出此体系在不同反应温度下的结合常数，热力学计算表明Ｕ（ＶＩ）－ＣＡ－ｈｓＤＮＡ的反应是疏水力驱动进行的自发行为。
结合荧光分析、Ｓｃａｔｃｈａｒｄ法分析和溶液黏度变化分析，证明Ｕ（ＶＩ）－ＣＡ配合物对ｈｓＤＮＡ的荧光猝灭为动态和静态混合猝灭过程，作用方式为嵌插和非嵌插的混合结合模式。
实验表明Ｕ（ＶＩ）－ＣＡ配合物严重影响ｈｓＤＮＡ的生物功能。
荧光传感器及其分子识别作用的研究进展
荧光传感器及其分子识别作用的研究进展王欢;高奕红;张萍【摘要】利用荧光传感器对小分子识别是目前生命科学研究的热点课题.比较了几种不同的用于分子识别的荧光传感物质,如有机荧光染料、杯芳烃、纳米半导体量子点等材料,并分析了荧光传感器的发展趋势.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(043)004【总页数】7页(P718-723,728)【关键词】分子识别;荧光传感;荧光染料;杯芳烃【作者】王欢;高奕红;张萍【作者单位】咸阳师范学院化学与化工学院,陕西咸阳712000;咸阳师范学院化学与化工学院,陕西咸阳712000;咸阳师范学院化学与化工学院,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TQ422;O657.3;O641.3分子识别可理解为底物与给定受体选择性的键合，并具有专一性功能的过程，相应于生物学中底物与受体。
一般把分子识别过程中相互作用的化学物质称为底物及受体，较小的分子称为底物，较大的分子称为受体。
识别过程可能引起体系的电学、光学性质及构象的变化，从而导致化学信息的存储、传递及处理。
因此，分子识别在信息处理及传递、分子及超分子器件制备过程中起着重要作用［1］。
利用荧光传感器进行分子识别是近年来生命科学领域中的研究热点，它在酶促反应、免疫反应和蛋白质的生物合成等许多生命化学过程中具有十分重要的意义，已用于环境污染物、药物、氨基酸、手性分子、核苷酸等多种物质的测定［1］。
随着DNA芯片研究工作的广泛开展，蛋白质芯片的研制也日益引起人们的关注。
蛋白质芯片可以在蛋白质组成研究、酶、多肤、抗原和抗体的检测中获得广泛的应用。
但其是否能够得到更快更好的发展，在很大程度上取决于新型荧光传感物质的合成与开发。
其中的荧光传感物质是分子识别的一个关键部分，一般要求其具有高的量子产率、高稳定性、大的斯托克斯位移和长发光寿命。
目前，国内外在利用荧光传感物质进行分子识别方面已经进行了大量研究工作。
如利用有机荧光染料、杯芳烃、纳米半导体量子点(如 CdS、CdSe、CdTe、ZnS等)以及石墨烯等，均取得了一定的进展。
荧光猝灭法测定超氧自由基的研究
荧光猝灭法测定超氧自由基的研究
超氧自由基（简称·自由基）它是一种自由的、活性的原子或离子，它带有一个不完整的电子而广泛存在于生物体的体内环境中。
超氧自由基的形成伴随着能量代谢的过程。
由于超氧自由基具有超强的氧化性、稳定能低、非常不稳定的特点，具有定向的氧化作用，在生物学中可能具有细胞适应性，促进代谢反应的作用，但过量的自由基会损伤细胞，导致一系列的疾病。
因此准确而可靠的测量超氧自由基水平，是非常必要的。
荧光猝灭法是一种可以测定超氧自由基的新方法，这种测试利用自由基特异性吸收光谱猝灭荧光的原理。
它的优势在于可以快速、准确的测出自由基，可以在体内进行实时的检测。
荧光猝灭法可具体分为荧光受抑制分析法和荧光加速消失分析法，结合特异性荧光示踪剂，可以清晰地探测动态变化，确定细胞内自由基水平及脆弱性、危害程度。
有了测量超氧自由基水平的荧光猝灭法，我们可以准确检测迅速易变的超氧自由基，这在促进正常的生物功能和维护细胞功能中发挥着重要作用。
荧光猝灭法的运用有助于调控细胞新陈代谢中的细胞氧化水平，改善健康水平，非常重要。
因此，荧光猝灭法测定超氧自由基是有重要意义的。
然而，荧光猝灭法存在一些不足之处，首先是试剂要求高，其次是配套设备贵，只有大型医院才能拥有，第三是解释数据困难等。
而且，
在实验中，荧光猝灭法的应用仍然受到一定的误差的控制，相关的测量数据仍不能全面及时地反映出现实的状况。
总之，由于超氧自由基被认为是宿主机体的危害源之一，测定超氧自由基的方法的研究是非常重要的。
荧光猝灭法是研究高通量、可靠性高的新型方法，它是一种可靠的、有效的测量技术平台，在未来将会有很大用处。
芘丁酸与牛血清白蛋白作用的荧光光谱研究
2.3
芘丁酸和 BSA 色氨酸残基间距离
前文述及， BSA 的荧光主要是来自色氨酸。 根据 Förster 无辐射能量转移理论，可以计算有 机小分子与色氨酸残基之间的距离。 比较 PBA 的吸收光谱与 BSA 的荧光发射光 谱，发现两者有不同程度的重叠（见图 3）。根 据 Förster 型偶极 -偶极无辐射能量转移机理 [7]， 求得光谱的重叠积分 J=1.15×10–13 cm3·L·mol-1。 在上述实验条件下，参照文献 [7]，以色氨酸为标 测得 BSA 中色氨酸量子效率 Φ D 准物 (φ = 0.14) ， 为 0.118，取向因子取给体 -受体各向随机分布的 平均值 K2 = 2/3 ，折射指数 n 取水和有机物平均 值 1.336，求得 R0 为 3.68 nm。再通过 PBA 与
表2 t/℃ 21 26 31 不同温度下线性拟合方程和结合位点数 n 线性拟合方程 η = 5.700 + 1.037log[Q] η = 5.660 + 1.0310log[Q] η = 5.586 + 1.028log[Q] n 1.04 1.03 1.03 K /mol -1 ·L 4.037 × 10 5 3.174 × 10 5 2.906 × 10 5
-1.0
-1.5
图 1 中 a 为 BSA 的荧光发射谱。由 a 线可
BSA 在 343 nm 处出现最大荧光峰， 说明 BSA 见，
的荧光是 Trp 残基的荧光峰 [5]。 用 PBA 溶液滴定
-7.0
-6.5
-6.0
log[Q]
-5.5
BSA，其 343 nm 处的荧光峰被逐渐猝灭，同时
三聚氰胺-Cu2+-ANS三元络合物荧光光谱法检测超痕量三聚氰胺
三聚氰胺-Cu2+-ANS三元络合物荧光光谱法检测超痕量三聚氰胺张银堂;张彦峥;张丽娟;张富强;陈芳;徐茂田【摘要】利用荧光光谱法研究了三聚氰胺(MEL)和Cu2+与8-苯胺-1-萘磺酸(ANS)的相互作用.研究表明,MEL和Cu2+均对ANS有荧光猝灭作用,且猝灭机理均为静态猝灭.计算了表观结合常数和结合位点数.Cu2+的引入使得MEL猝灭ANS 荧光的效果急剧增强,体系的相对荧光峰强与MEL浓度(1×10-10～1×10-5 mol/L)的对数值呈良好的线性关系,三聚氰胺的检出限为3.8×10-11 mol/L.紫外、荧光、三维荧光光谱的结果表明,MEL及Cu2+对ANS的荧光猝灭为协同作用,三者形成了三元络合物.本研究建立了荧光光谱检测超痕量三聚氰胺的新方法,为奶粉、乳制品中三聚氰胺的检测提供了新思路.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2010(038)008【总页数】5页(P1105-1109)【关键词】三聚氰胺;荧光光谱;8-苯胺-1-萘磺酸;铜离子【作者】张银堂;张彦峥;张丽娟;张富强;陈芳;徐茂田【作者单位】商丘师范学院化学系,商丘,476000;郑州大学化学系,郑州,450053;商丘师范学院化学系,商丘,476000;商丘师范学院化学系,商丘,476000;商丘师范学院化学系,商丘,476000;商丘师范学院化学系,商丘,476000;郑州大学化学系,郑州,450053【正文语种】中文三聚氰胺(Melamine,MEL)是一种重要的氮杂环类有机化工中间产品,主要用于生产三聚氰胺-甲醛树脂,并广泛用于木材加工、塑料、医药等行业。
长期摄入三聚氰胺会损害生殖及泌尿系统,形成膀胱结石或肾结石[1]。
2007年美国宠物食品污染事件和 2008年中国“三鹿奶粉事件”等事故,即人为不当添加三聚氰胺引起,因此三聚氰胺的检测备受关注。
三聚氰胺的检测方法主要有气相色谱法 (GC)[2]、高效液相色谱法(HPLC)[3]、质谱法[4]、气相色谱-质谱联用法 (GC-MS)[5]、液相色谱-质谱联用法 (LCMS)[6]、毛细管电泳法 (CE)[7]、UV光谱法[8]、Raman光谱法[3]、荧光法[9]和电化学法[10,11]等。
药物小分子与蛋白质大分子相互作用的研究[文献综述]
![药物小分子与蛋白质大分子相互作用的研究[文献综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/da3a0908852458fb760b5630.png)
文献综述药物小分子与蛋白质大分子相互作用的研究摘要：药物小分子与蛋白质大分子的相互作用对阐明药物的运输和代谢以及了解蛋白质的结构与功能关系有着重要的意义，本文讨论了药物分子与蛋白质大分子相互作用的模式，解释了该模型形成的原因及影响因素；总结了近几年来国内外相关研究方法的研究进展，通过荧光光谱法、紫外光谱法，红外光谱法，圆二色谱法，揭示药物分子与蛋白质大分子相互作用的荧光猝灭机制、结合常数、结合数、作用力类型以及药物分子对蛋白质构象的影响等，从而能够为生命科学、医药学的提供药物与蛋白质相互作用时药物在生物体内的吸收、分布、排泄、代谢、转化的各种信息。
关键词：药物分子；蛋白质大分子；相互作用1 引言各种药物与人类的生活和健康密切相关。
研究药物分子与蛋白质相互作用对阐明药物的运输和代谢以及了解蛋白质的结构与功能关系有着重要的意义。
药物分子进人血液后随着血液循环分布于全身，必然不同程度地与血浆蛋白(主要是血清白蛋白)结合。
血清白蛋白是血浆中最为丰富的蛋白质，它能与许多内源及外源化合物结合，并能结合生物体内存在的多种微量元素。
所以，药物与血清白蛋白的结合直接影响药物在生物体内的分布、贮存、转运、药效、药物代谢以及毒副作用等方面的性质。
研究药物分子与血清白蛋白的相互作用，建立药物与蛋白质结合的体外模型，不仅对于揭示体内药物动力学问题、指导临床合理用药具有一定意义，而且对于进行药物分子设计、开发新药等也具有重要的指导意义[1]。
2 药物与蛋白质相互作用模式药物小分子与血清白蛋白之间的相互作用主要有氢键、范德华力、静电引力、疏水作用力等。
氢键为和负电性原子或原子团共价结合的氢原子与邻近的负电性原子（往往为氧或氮原子）之间形成的一种非共价键。
在保持DNA、蛋白质分子结构和磷脂双层的稳定性方面起重要作用。
分子间作用力被称为范德华力，按其实质来说是一种电性的吸引力。
疏水力在蛋白质多肽链的空间折叠、生物膜的形成、生物大分子之间的相互作用以及酶对底物分子的催化过程中常常起着关键的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 2 实验方法
在 10 mL 比色管中按顺序依次加入 1. 5 mL 0. 05 mol/ L Tris2HCl 缓 冲 液 , 一 定 体 积 、一 定 浓 度 的 MB (p hen 、CPFX、RhB 、L2Trp) 标准溶液 ,用去离子石 英亚沸水定容至 10 mL ,然后在荧光计上测定无 DNA 共存时 MB (p hen 、CPFX、RhB 、L2Trp) 的特征荧光强 度 F0 .
(厦门大学化学化工学院 化学系 ,现代分析科学教育部重点实验室 ,福建 厦门 361005)
摘要 : 现有的荧光猝灭理论的应用混淆了猝灭剂的平衡浓度[ Q ]与初始浓度[ Q ]0 之间的关系. 基于这一问题 ,本文探讨
了生物大分子与有机物小分子探针之间相互作用的静态荧光猝灭理论 ,推导了相关的表观结合常数 K 和结合位点数 n 的
罗丹明 B ( RhB ,上海试剂三厂) 溶液和 L2 色氨酸 (L2Trp ,AMR ESCO 分装 , 上海生工生物工程技术有 限公司) 溶液的配制方法同 MB.
三羟 甲 基 氨 基 甲 烷 ( Tris) 2HCl 缓 冲 液 :0. 05
mol/ L . 荧光测定均在室温进行 ,所有化学试剂均为分析
1 F
与
lg[ Q
]0
呈正比.
本文对上述推导结果进行了实
验验证 ,结果表明 ,理论推导与实验结果相符 ,克服了现有的荧光猝灭理论存在的不足 , 不仅建立了静态荧光猝灭法测定
生物大分子的更加科学的方法 ,而且对研究生物大分子与小分子荧光探针之间的相互作用具有一定的指导作用.
关键词 : 生物大分子 ;有机物小分子 ;荧光猝灭 ;理论
第 45 卷 第 3 期 2006 年 5 月
厦门大学学报 (自然科学版)
Jo urnal of Xiamen U niversit y (Nat ural Science)
Vol. 45 No . 3 May 2006
生物大分子与有机小分子荧光探针相互作用 的静态荧光猝灭理论及实验研究
张建荣 ,郭祥群 ,赵一兵 3
= ΔF
nk
(7)
[Q]
=
[ Q ]0
-
[ Pn
-
Q]
= [ Q ]0
-
ΔF
nk
(8)
[P] = F
(9)
k
把公式 (7) ～ (9) 代入 (2) 得 :
ΔF
K
=
[ Pn - Q ] [ P]n[Q]
=
nk
F k
n
[ Q ]0
-
ΔF
nk
=
Fn kn
ΔF
nk
nk [ Q ]0 - ΔF
nk
= Fn
(1) 当猝灭剂的浓度远小于荧光体的浓度 , 即
[ Q ]0 ν [ P]0 时
图 1 为 HS DNA 摩尔浓度远小于 MB 的摩尔浓度
条件下 , HS DNA 猝灭 MB 荧光的 △F～ [ Q ]0 关系曲
图 1 DNA 低浓度时定量测定的工作曲线 8. 26 ×10- 6 mol/ L MB , 0. 05 mol/ L Tris2HCl 缓 冲液 ( P H7. 40) ; EX slit widt h :5 nm , EM slit widt h :5nm ,λex = 650 nm , λem = 677 nm
鉴于上面存在的问题 , 本文在理论上推导了生物
大分子猝灭有机物小分子荧光探针荧光的相互关系 ,
并进行了实验验证.
1 实验部分
1. 1 仪器与试剂
RF25301 荧光分光光度计 ( Shimadzu. J apan) . Met tler Toledo 3202S 型 p H 计 (上海) . 鱼 精 子 脱 氧 核 糖 核 酸 (DNA ,Fish Testes , AMR ESCO 分装 ,上海生工生物工程技术有限公司) 溶液 :配制时将准确称量的适量试剂直接溶解在水中 , 定容至刻度 ,4 ℃储存. 亚甲基蓝 (MB , 生物染色剂 , 上海试剂三厂) 溶 液 :配制时将准确称量的适量试剂直接溶解在水中 ,配 制成 1. 0 ×10- 3 mol/ L 的储备液 ,使用时逐级稀释. 邻菲啰啉 (p hen ,广州化学试剂分公司) 溶液 : 配 制 时将准确称量的适量试剂溶于5 mL 无水乙醇中 , 然后用去离子水定容至刻度 ,配成 1. 0 ×10- 2 mol/ L 的
同样 , 在 10 mL 比 色 管 中 加 入 1. 5 mL 0. 05 mol/ L Tris2HCl 缓 冲 液 , 一 定 体 积 、一 定 浓 度 的 MB (p hen 、CPFX、RhB 、L2Trp) 标准溶液 ,再加入待测 的 DNA 溶液 ,反应 10 分钟后用去离子石英亚沸水定 容至 10 mL , 然后在荧光计上测定有 DNA 共存时 MB (p hen 、CPFX、RhB 、L2Trp) 的特征荧光强度 F.
[ P ]0 , 可认为 n 近似为常数 ,则ΔF 与[ Q ]0 在一定的浓
度范围内成线性关系.
(2) 当猝灭剂的浓度远大于荧光体的浓度 , 即
[ Q ]0 µ [ P]0 时
在[ Q ]0 µ [ P ]0 的情况下 , 如果 K 值大到足以使
生物大分子与荧光探针小分子的相互作用有意义 , 而
且荧光探针小分子的初始浓度[ P ]0 相对较小 , 则可认
[ P ]0
K
=
[ Pn - Q ] [ P]n[Q]
=
n [ P]n [ Q ]0
=
由公式 (14) 得 :
F0
nk
F k
n
[ Q ]0
(14)
Fn
=
F0 [ Q ]0
kn- 1 nK
即:
1 F
n
=
[ Q ]0 F0
nK k n- 1
(15)
将公式 (15) 两边取对数可得 :
lg
1 F
=
1 lg n
nK F0 kn- 1
+
1 n
l
g
[
Q
]0Βιβλιοθήκη (16)公式 (16) 中 , 由于 k 、K , F0 是定值 , 又由于 [ Q ]0
µ
[ P]0
, 可认为
n 近似为常数 ,则 lg
1 F
与
lg[Q
]0
在一
定的浓度范围内成线性关系.
在实际应用中 , 通常通过生物大分子猝灭高灵敏
荧光探针来定量检测生物大分子 , 因此上述第一种情
荧光激发和发射狭缝均为 5 nm ,1cm ×1 cm 液 池.
2 结果与讨论
2. 1 理论推导
有机小分子荧光探针包括吖啶类 、罗丹明类 、荧光
素类染料等 ,其与生物大分子的荧光猝灭反应表达式
为:
nP + Q →Pn - Q
(1)
式中 P 为外源荧光探针 ,Q 为生物大分子猝灭剂 ,讨论
的前提是外源荧光探针与生物大分子作用位点结合后
认为猝灭剂完全反应 , 此时猝灭剂生物大分子各作用
位点均与荧光探针小分子结合 ,在此前提下有 :
[Q ]0 ≈ [ Pn - Q ]
(11)
则:
[ P ]0 - [ P ] = n[ Pn - Q ] = n[ Q ]0 即:
F0 k
F k
=
n[ Q ]0
ΔF = nk [ Q ]0
(12)
在公式 (12) 中 , 由于 k 是定值 , 又由于 [ Q ]0 ν
荧光完全被猝灭 ,则反应的表观结合常数表示为 :
K
=
[ Pn - Q ] [ P]n[Q]
(2)
反应前体系的荧光强度值为浓度为 [ P ]0 的有机物小
分子外源荧光探针的荧光强度 ,即
F0 = k[ P ]0
(3)
式中 k 为荧光探针的灵敏度参数 , 即探针本身的荧光
值与其浓度线性关系的斜率. 反应后体系的荧光强度
n K[ Pt ][4] ,lg
F0 F
F
= lg KA
+ nlg[ Q ] [5 ] , F0
F0 -
F
=1+
1
[6]
等. 这些关系式虽然在推导时考虑了
n nK[Q]
生物大分子与小分子之间相互作用时结合比为 1 ∶n
的关系 ,但仍忽略了猝灭剂的平衡浓度 [ Q ] 与初始浓
度[ Q ]0 的差异 ,因而在应用时是不科学的.
况更有实际意义.
2. 2 实验验证
实验选择生物大分子鱼精子脱氧核糖核酸 ( HS
DNA) 分别猝灭亚甲基蓝 (MB) [7] 、邻菲啰啉 (p hen) 、
罗丹明 B ( RhB) 、环丙沙星 (CPFX) 、L2色氨酸 (L2Trp)
等有机小分子荧光探针体系 ,在最佳实验条件下 ,验证
了上述理论推导结果.
值为浓度为[ P ] 的有机物小分子外源荧光探针的荧光 强度 ,即
F = k[ P]
(4)
由浓度关系可得 :
[ P ]0 = [ P ] + n[ Pn - Q ]
(5)
[ Q ]0 = [ Q ] + [ Pn - Q ]
(6)
由式 (3) ～ (6) 可得 :
[ Pn
-
Q]
=
[ P]0 n
[ P]
为荧光体完全反应 , 此时荧光探针小分子趋向于被完
全猝灭 ,则可假设 :
第 3 期 张建荣等 :生物大分子与有机小分子荧光探针相互作用的静态荧光猝灭理论及实验研究
·367 ·
[ Q ]0 ≈ [ Q ] , [ Pn