化学生物学荧光探针发光机理

化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
中国科学: 化学 2012 年 第42卷 第12期
化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
Chem. Commun., 2003, 2728.
化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2的检测
Tetrahedron Letters 49 (2008) 3045–3048 Tetrahedron Letters 51 (2010) 1152–1154
ACCOUNT S OF CHEMICAL RESEARCH ,793– 804 ,2011,Vol. 44, No. 9
化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
R O S Reactive oxygen species
ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH ,793– 804 ,2011,Vol. 44, No. 9
化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
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 化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
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。
•
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 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）； Inorg. Chem. 2013, 52, 743 − 752 • （3）能量供体与能量受体还必须以适当的方式排列。
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H2O2荧光探针发展及生物应用
分 子 内 电 荷 转 移 ICT（ intramolecular charge transfer）
Tetrahedron ,69 ,2013, 1700 -1704
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H2O2荧光探针发展及生物应用
荧光共振能量转移 FRET（ fluorescence resonace energy transfer ）
······
Org. Lett.DOI：10.1021/ol3032889
TICT
ESIPT
Inorg. Chem. 2012, 51, 8760− 8774
化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
光
诱 导 电 子 转 移
PET（ photo-induced electron transfer）
Coordination Chemistry Reviews 2000,205,3–40
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
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。
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
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
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H2O2荧光探针发展及生物应用
• 识别基团（receptor） • 荧光基团（fluorophore） • 连接体部分（spacer）
荧光分子探针通常由三部分组成：
香豆素
BODIPY
1,8-萘二酰亚胺
化学生物学 H2O2荧光探针发展及生物应用
罗丹明B
PET
FRET
Anal. Chem. 2012, 84, 4915− 4920
ICT
J. Am. Chem.Soc. 2012, 134, 1305 − 1315
TEBT
荧光探针 发光机理
基于硼酸及其衍生物的H2O2荧光探针
发展及生物应用
王 晟
关键词：荧光探针 H2O2 生物应用
化学生物学
H2O2荧光探针发展及生物应用
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
Fluorescence Imaging of Endogenously Produced H2O2and NO in RAW 264.7 Macrophages Cells.
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H2O2荧光探针发展及生物应用
H2O2荧光探针生物应用
1.PG1 的 4-甲氧基被 SNAP tag 的底物苄 Targetable and Trappable Boronate 基鸟嘌呤或苄基 -2-氯 -6-氨基嘧啶取代 Probe s for Understanding Peroxide 2.新的取代基可以将 SPG1 或 SPG2 与 Trafficking and Stem Function AGT(O6烷基鸟嘌呤 -DNACell 烷基转移酶 )融 合蛋白相连接