荧光探针的应用与进展

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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
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
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
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)
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
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 ReceBiblioteka Baidutor hv
F
S
R
Analyte
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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。
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, 尤其在肿瘤识别过程中起到了重要的作用。
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
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。
荧光探针技术的应用与进展
学生 学号
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。
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