生物荧光探针的原理及应用综述

本文从荧光探针的发明背景、荧光探针的原理、作用以及检测的指标等方面对荧光探针进行了描述总结。针对生物的荧光探针的应用进行了讨论。主要是从背景、作用及作用机理来具体解释了生物荧光探针的种种功能。     

有机pH荧光探针研究进展

细胞内p H在许多细胞生物学过程中发挥着至关重要的作用,异常的p H变化会导致细胞功能紊乱、生长和分裂的突变,还可能引发癌症和阿尔茨海默综合症等疾病。因此,研究细胞内p H的变化具有非常重要的理论和实践意义。荧光分析法具有操作简便、灵敏度高、选择性好、实时检测以及对生物体损伤小等优点而得到了广泛地研究和应用。双光子荧光探针技术相对于单光子荧光技术具有长波吸收、短波发射、高度的三维空间选择性、大的穿透深度、避免荧光漂白和光致毒以及降低组织自发荧光干扰等特点,在生命科学领域显示出了广阔的应用前景。介绍了有机单光子和双光子p H荧光探针的研究现状,同时对有机p H荧光探针未来的发展趋势进行了展望。     

pH荧光探针的合成及光谱性能

以邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、间苯二酚及其衍生物为起始原料,合成得到12个含氨基的荧光化合物,通过核磁确认了化合物的结构,所有化合物均为首次合成。测定了化合物在不同p H值条件下的荧光发射光谱,考察p H值对化合物荧光强度的影响规律。     

荧光小分子pH探针的最新研究进展

细胞内的H+在生理及病理过程中发挥着至关重要的作用。因此,研究细胞内的H+具有重要的理论和实践意义。荧光法由于其非破坏性,高的灵敏度和选择性,以及广泛可用的荧光染料在测定pH时比其他方法更具优越性。文章以不同的荧光团分类:香豆素、荧光素、罗丹明、BODIPY、花菁、双光子染料等,按pKa从小到大的顺序排列,综述了近十年来,荧光小分子pH探针的研究进展。     

阳离子荧光探针的设计原理及研究进展

近些年来,荧光探针(fluorescent probe)在化学传感,生物检测以及识别等领域得到了广泛的应用。本文从荧光探针的原理以及对金属阳离子的检测等方面对阳离子荧光探针的设计原理以及研究进展进行了描述并总结,并针对几种金属离子进行讨论。主要从作用以及作用机理来具体阐述其各种探针的功能。     

比率荧光探针的构建及应用

比率荧光法是通过测量两个不同波长处的荧光强度比值作为信号参量,以此来测定目标物的一种分析方法。由于所测得的荧光比值信号不受光源的强度和仪器灵敏度的影响,因此比率荧光探针具有较高的灵敏度、选择性和线性范围。文章中总结了基于有机荧光探针、纳米荧光探针、复合探针等几种荧光比率探针的构建模式,并对其在金属离子和有机物等典型分析物中的应用进行了综述。     

荧光探针设计机理及发展方向

灵敏度、信噪比高,操作简便,生物体损伤小,可实时多重检测等优势使荧光探针成为临床分析、环境监测、活体分析及生命科学等领域不可缺少的检测工具,受到学界的广泛关注。目前,越来越多的荧光探针实现了分子水平的实时检测。本文结合荧光探针组成、种类和最新设计原理,综述了荧光探针在生产生活中的广泛应用,并展望其发展前景,分析了现存问题。     

重金属离子荧光探针的应用及研究进展

荧光探针因具有高灵敏度、高选择性、使用便捷、成本低廉、样品不需要预处理等优点而备受关注,如今已成为一种重要的荧光传感分析方法。对荧光探针的识别机理、各种荧光探针分子在离子检测方面的应用作了简要介绍。介绍了卟啉类、罗丹明类、萘酰亚胺类、喹啉类、香豆素类和荧光纳米材料类等不同类型的荧光探针在重金属离子检测领域的研究与应用情况;阐述了重金属离子荧光探针的研究方向和前景,对其未来的发展趋势作了进一步的展望。     

新型荧光化学传感器和荧光探针的合成及应用

简要介绍荧光化学传感器的产生、发展及应用。详细介绍了:(1)新型荧光探针和荧光化学传感器的合成及在分析分离科学中的应用;(2)新型荧光化学传感器的合成及在生命科学和材料科学中的应用;(3)新型荧光探针的合成及在医学上的应用。并对荧光化学传感器科学的发展进行了展望。     

苯并噁二唑类荧光探针的合成及对pH的检测

以4-硝基苯并噁二唑氯和1-苄基哌嗪为原料,通过亲核取代,设计合成了一种新型苯并噁二唑类化合物,其结构用~1H MNR进行了表征。利用荧光光谱、紫外光谱测试了该化合物对pH响应的光谱行为,结果表明,该化合物与质子结合后,通过PET过程可以实现对pH的检测。在3～6之间,荧光强度与pH之间具有较好的线性关系,同时该化合物能够高选择性、高灵敏性的检测溶液中的pH。     

基于吲哚半花菁结构的比值式pH荧光探针

设计合成了一种基于半花菁类结构的比值式pH荧光探针,能快速响应pH值的变化,对常见金属离子具有较好的抗干扰能力。在pH 5.4~7.2范围内,随着pH值升高,探针紫外可见吸收光谱最大吸收波长由422 nm红移至525 nm。激发波长为430 nm时,荧光发射峰峰高之比(I513 nm/I553 nm)与pH值的变化有良好的线性关系,可用于检测生物体内pH的变化。HeLa细胞毒性试验表明,该探针具有较低的细胞毒性。     

基于咖啡酸的水合肼荧光探针的合成及应用

以天然产物咖啡酸为原料,设计、合成了一种可快速识别水合肼(N₂H₄)的咖啡酸乙酯荧光探针(ED)。通过¹HNMR、¹³CNMR和HRMS对其结构进行了表征。探针ED对N₂H₄具有高选择和高灵敏性识别,检测极限为0.31μmol/L,最适pH范围为3～8,响应时间为48 s。采用HRMS和¹HNMR确定探针与N₂H₄的作用机理,结果表明,探针ED与N₂H₄作用后不饱和酮结构与N₂H₄反应后生成吡唑环。此外,探针ED与N₂H₄作用后,溶液颜色从无色变为黄色,可实现N₂H₄的“裸眼检测”,并成功用于水样中N₂H₄的检测。     

基于离子液体型pH探针纳米颗粒的合成及应用

介绍了合成一种新型的兼具抗菌和pH检测作用的离子液体修饰的纳米粒子的方法。首先合成1-三甲氧基甲硅烷基-丙基-3-甲基咪唑氯盐(SpmImCl),并进一步接枝到二氧化硅纳米颗粒表面,然后通过阴离子交换将具有pH响应性的甲酚红阴离子(CR-)引入纳米粒子表面得到具有pH响应性的离子液体修饰纳米粒子SiO_2-SpmImCR。该纳米粒子的颜色可以随着pH值的改变而发生可逆性的改变,在酸性和碱性-中性条件下分别为黄色和紫红色,其循环使用10次后仍然保持很好的pH响应性。此外,该纳米粒子对金黄葡萄球菌还具有一定的抗菌作用。     

比率型过氧化氢荧光探针的合成及成像应用

采用6-甲氧基苯并噻唑-2-羟基喹啉作为双光子荧光团、硼酸酯作为过氧化氢（H2O2）识别基团，合成比率型检测H2O2的双光子荧光探针{6-甲氧基-2-[6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷-2-基)喹啉-2-基]苯并[d]噻唑}（MQH2O2）。利用荧光光谱和双光子荧光光谱对探针进行H2O2响应能力的评估，结果显示探针具有良好的H2O2比率响应（30 min内比率信号增强约25.4倍、检出限低至38.6 nmol/L）和双光子性质（最大双光子荧光活性截面为150 GM）。通过双光子共聚焦成像完成了细胞和大脑组织成像，结果表明该探针能够实现脑卒中诱导细胞氧化应激的原位成像分析。     

基于吲哚菁的新型pH荧光探针的性能与机理

基于吲哚菁设计合成了一种pH荧光探针IC-A并对它的光谱性能以及pH敏感机理进行研究。其中IC-A的最大发射波长为500 nm,斯托克斯位移达到140 nm, pK_a为2.50。IC-A对pH非常敏感,在pH值1.0～4.0范围内荧光强度增加10倍,并且在一定范围内荧光强度与pH值呈线性变化。同时IC-A有着良好的抗生物离子或分子干扰的能力,在对荧光可逆性、光稳定性和荧光量子产率等测试中它也表现良好。通过¹H NMR谱图和TD-DFT计算分析了IC-A对pH响应的机理,确定了它的pH敏感基团为吲哚菁。吲哚菁基团与质子结合后改变了体系的电荷分布,大共轭结构受到破坏,从而导致荧光淬灭。     

基于二氧化硫检测荧光探针的设计合成及应用

基于ICT机理设计合成了一种用于检测二氧化硫的新型荧光探针,并采用核磁共振对其结构表征。在检测二氧化硫过程中,探针能够在处600 nm显示出强烈的荧光信号,可以抵抗pH值在7～12内所产生的影响,即在生理pH条件下保持稳定,并且在不同检测物下荧光情况趋于稳定,没有较大波动,对环境的选择性高。设计合成的新型荧光探针分子,可用于特异性检测环境和生命体中的二氧化硫,具有良好的应用前景。     

基于半花菁染料荧光探针的应用及研究进展

半花菁是一个氮杂环阳离子和一个末端羟基、烷氧基或氨基通过π共轭桥连在一起的荧光染料,具有优异的光学性质和良好的稳定性,其独特的线粒体靶向能力以及近红外发射特性使以半花菁为骨架的荧光探针在荧光检测和识别方面发挥着重要的作用.本文综述了基于半花菁染料构建的荧光探针在识别各种离子、活性硫、生物酶等方面的研究及应用.     

量子点荧光探针研究应用进展

近十几年来,荧光分析法因其高灵敏度、廉价、操作简便等特点越来越受到科研工作者的关注。量子点具有优良的荧光性能,在分析科学等领域展现出巨大的应用潜能。总结了量子点作为荧光探针材料的制备、表面修饰和应用的研究进展,并展望量子点在测试领域的发展趋势。     

3-羟基黄酮类荧光探针的合成及应用研究

3-羟基黄酮类化合物是典型的ESIPT效应分子,具有易于合成和提纯等优点。本文简述了近些年国内外关于3-羟基黄酮类荧光探针分子的合成及应用研究进展,并对未来的发展趋势作了展望。