罗丹明类铜离子荧光探针的合成及其应用研究

检测锌离子的荧光探针

检测锌离子的荧光探针姓名：徐英学号：51007008 专业：应用化学摘要：锌是人体必需的微量元素之一，是维持机体正常生长发育、新陈代谢的重要物质。锌的过量与不足都会导致人体代谢异常，产生疾病，因此，Zn2+含量的测定在临床、医药、食品、环境监测及科研中都有极其重要的意义。本文简要综述了测定细胞内游离锌离子荧光探针物质的化学规律、性质和优缺点。关键词：Zn2+、荧光探针、定量检测 1、前言在自然界元素的丰度顺序中，锌排在第25位，在地壳中的平均含量波动于0.004-0.02%之间。锌是位于元素周期表第II副族的过渡金属元素，具有3d104s2的价电子结构，通常只失去s电子而成+2氧化态。Zn2+的原子半径较小，且因其带两个正电荷，所以它对电子的亲和力很高，是一个强的质子受体[1]。 1940 年Eggleton首先提出人类需要锌[2]。Prasad和Sandstead 等研究明确了锌是人类必需的微量元素[3]。Zn2+是人体内第二富集的过渡金属，广泛分布于人体内部。据研究表明，锌在许多生理、生化过程中发挥着极为重要的作用，例如:锌离子是组成三百多种生物酶活性催化中心的重要金属离子之一；它可作为金属蛋白酶的结构因子或转录因子；可以和许多调控酶相互作用，作为第二信使触发或阻断诸如细胞凋亡等重要生理过程；具有调控大量离子通道的能力，参与神经传导的过程；同时，锌离子在中枢神经系统（CNS）中还扮演着非常重要的角色。新近研究还表明，锌离子的浓度大小与多种疾病的发生紧密相关[4]。缺锌对机体有重要影响: 一是对生长发育和组织再生的影响；二是对性器官和性功能的影响；三是锌依赖酶(含锌酶)的活性降低；四是缺锌可使胰岛素降解加剧，引起血中胰岛素水平下降及对葡萄糖利用率减少，葡萄糖耐量下降；五是缺锌可引起血液内视黄醇结合蛋白的浓度降低，影响组织对维生素A 的利用，使人的暗适应能力下降，还有对皮肤及味觉等的影响[5]。虽然缺锌给人体带来了极大的伤害，但是人体内锌含量的超标也会造成同样大的伤害，如：补锌过量会使人的免疫力下降；可诱发人体的铜缺乏；过量补锌可降低机体内血液、肾和肝内的铁含量，出现小细胞低色素性贫血，红细胞生存期缩短，肝脏及心脏中超氧化物歧化酶等酶活性下降 (6) 因此，若能实时跟踪、监测生物体中的锌离子，就有可能使人们在细胞层次或者组织层次上进行锌离子的生理、生化行为的研究。这对揭开生物体系中锌离子与生物体内许多重要生理、生化功能之间的关系之谜具有极其重要的科学价值。自1987年第一个锌离子荧光探针(TsQ)诞生以来，陆续研制开发了几种锌离子荧光探针，如Zinquin，Zinpyr-l，ACF-l，ACF-2，NewportGreen等。人类利用这种方便快捷的方式检测Zn2+，为研究生物体内Zn2+的功能和性质以及它的结合方式，探索锌在生物体中的作用做出了卓越的贡献[7]。但在测定生物活体内的游离Zn2+的浓度方面仍存在一定的困难。 2、荧光离子探针识别机理及影响因素在锌离子的荧光检测中，最关键的是荧光选择性配体的设计。目前报道的荧光选择性配体的基本结构可分为:荧光发色团—间质—识别基团三部分(如图1所示) [4]，其设计大多基于光致电荷迁移(PCT)和电子迁移(PET)两种荧光机理。也有将两种机理结合起来设计的荧光配体。但无论基于何种机理，荧光配体中的荧光发色团和识别基团的选择均极为重要。

荧光探针汇总

1.Fluo-3 AM （钙离子荧光探针）原理Fluo-3 AM是一种可以穿透细胞膜的荧光染料。Fluo-3 AM的荧光非常弱，进入细胞后可以被细胞内的酯酶剪切形成Fluo-3，从而被滞留在细胞内，和细胞内游离的钙离子结合，结合钙离子后可以产生较强的荧光。生理意义细胞内钙离子增多是细胞损伤的结果，因此此探针能表征细胞损伤程度激发波长506nm 发射波长526nm （绿色）备注推荐使用 2.Mag-fura-2 AM（钙离子荧光探针）原理Fura-2 AM是一种可以穿透细胞膜的荧光染料。Fura-2 AM进入细胞后可以被细胞内的酯酶剪切形成Fura-2，从而被滞留在细胞内。Fura-2可以和钙离子结合，结合钙离子后在330-350nm激发光下可以产生较强的荧光，而在380nm激发光下则会导致荧光减弱。这样就可以使用340nm和380nm这两个荧光的比值来检测细胞内的钙离子浓度，可以消除不同细胞样品间荧光探针装载效率的差异，荧光探针的渗漏，细胞厚度差异等一些误差因素。生理意义细胞内钙离子增多是细胞损伤的结果，因此此探针能表征细胞损伤程度激发波长为340nm和380nm 发射波长510nm （蓝色）备注仪器滤光片不适用 3Fluo-4-AM （钙离子荧光探针）原理Fluo 4 是一种将Fluo 3结构中的Cl替换成F的钙荧光探针。由于将Cl替换成了电子吸引力更强的F，它的最大激发波长会向短波长处偏离10 nm左右。所以用氩激光器激发时，Fluo 4的荧光强度比Fluo 3强1倍。由于Fluo 4与钙离子的亲和力和Fluo 3近似，所以使用上和Fluo 3也基本相同生理意义细胞内钙离子增多是细胞损伤的结果，因此此探针能表征细胞损伤程度激发波长494nm 发射波长516nm （绿色）备注用激光器激发时荧光强度强，因此不推荐 4.DCFH-DA （活性氧荧光探针）原理DCFH-DA本身没有荧光，可以自由穿过细胞膜，进入细胞内后，被细胞内的酯酶水解生成DCFH。而DCFH不能通透细胞膜，从而使探针很容易被装载到细胞内。细胞内的活性氧可以氧化无荧光的DCFH生成有荧光的DCF。生理意义检测细胞内活性氧表征细胞损伤程度激发波长485nm 发射波长520nm （绿色）备注推荐使用 5.DHR 123 （活性氧荧光探针）原理本身无荧光, 在超氧化酶存在时可被过氧化氢(H2O2)氧化, 转变成发射绿色荧光的罗丹明123 (Rhodamine 123), 因此广泛应用于检测细胞内活性氧(ROS), 如过氧化物, 次氯酸和过氧亚硝基阴离子等。生理意义检测细胞内活性氧表征细胞损伤程度激发波长507nm 发射波长529nm （绿色）备注氧化后成罗丹明123，荧光强度可能受到线粒体膜电位的影响 6.RhodamineI23 （线粒体膜电位荧光探针）原理细胞膜通透的阴离子绿色荧光染料, 能够迅速被活线粒体摄取, 而无细胞毒性。生理意义标记线粒体膜电位激发波长488nm 发射波长515 ~ 575nm （绿色）生理意义检测线粒体膜电位

【CN110128395A】一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针及其应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910236424.0 (22)申请日 2019.03.25 (71)申请人天津农学院地址 300384 天津市西青区津静路22号天津农学院 (72)发明人刘大颖　尹鑫　何华瑞　王钰婷　郭静　邓欣欣　 (51)Int.Cl. C07D 311/80(2006.01) C09K 11/06(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针及其应用 (57)摘要本发明公开了一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针，所述化合物以N -乙酸基苯胺作为金属离子络合体，在其分子中引入罗丹明荧光基团，生成金属离子特别是锌离子的荧光指示剂。本发明的化合物还可以应用于细胞原位成像。能够适用于各种环境中的金属离子浓度的连续检测，尤其是水中对锌离子浓度的连续测定。权利要求书1页说明书4页附图3页CN 110128395 A 2019.08.16 C N 110128395 A

1.一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针，所述化合物包含取代或未取代的N -乙酸基苯胺作为金属离子络合体，并在其分子的对位引入罗丹明荧光基团。 2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于所述化合物具有如下结构式： 3.权利要求1至2中任一项所述的荧光探针在水中金属离子含量检测中的应用。 4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述金属离子选自重金属锌离子。 5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述检测为荧光检测，连续检测。 6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述检测可应用于细胞荧光成像检测。权　利　要　求　书1/1页2CN 110128395 A

应用化学毕业论文开题报告-新型铜离子荧光探针的合成及性质研究

毕业设计(论文) 开题报告题目新型铜离子荧光探针的合成及性质研究学院化学与化工学院专业及班级应用化学1101班姓名王彩花学号1115020104 指导教师李侃社、李锦、闫兰英、牛红梅、康洁、朱雪丹、陈创前、章结兵日期2015年03月27日

西安科技大学毕业设计(论文)开题报告

1.3 铜离子荧光探针 1.3.1发展背景及研究意义随社会科技的发展铜元素作为生物体内所必需的一种微量重金属元素和必需的营养素在各个领域受到了广泛的关注，其在细胞中的含量仅次于锌和铁，在各种有机体的基本生理过程中发挥着重要作用，铜离子在生物体内的含量很小，但铜缺乏可导致生长和代谢的紊乱，铜离子的含量过多同样也会对生物体产生巨大的毒害作用。体内的铜离子代谢平衡受到破坏会导致神经退行性疾病的发生，例如缅克斯综合症、威尔森氏综合症、家族性肌萎缩症和阿尔茨海默氏症等疾病。因此，寻求一种快速灵敏简便的铜离子检测方法在生物研究和医学诊断中具有重要的意义。金属离子与生命科学、环境科学、医学等领域有着密不可分的联系，对其识别和检测是化学、生物学、临床生物学及环境学众多研究领域的热点课题。目前，检测Cu2+已知的主要方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、电化学法、荧光光谱法等。其中荧光法因检出限低、操作简单和高选择性，已得到了广泛的关注。它是一类能特异性识别目标分子并适合直接检测或带有可检测标记物的高效探测试剂,随着21世纪生命科学的迅猛发展，在揭示和了解生命的奥秘、疾病的诊断与治疗、环境监测等重要科学研究领域，对光学探针技术提出了大量崭新的课题，目前主要集中在蛋白质、核酸和多肤等生物大分子分析，生物药物分析，超痕量和超微量生物活性物质分析等。由于二价铜离子是d轨道结构顺磁性离子，对荧光具有较强的猝灭性，大多数报道的铜离子荧光分子探针都是猝灭型的，在探针识别客体时荧光猝灭不利于高通量信号输出，所以开发高灵敏、高选择性的荧光增强型铜离子荧光分子探针具有重要意义。在近几年中，文献报道了多种基于不同检测机理的铜离子荧光探针，基于化学反应机理的铜离子荧光探针引起了人们的极大关注。和其他方法相比，荧光探针具有高选择性、灵敏度、实时监控、方法简便、取量少等优点，现已被广泛应用于环境监测、水质和土壤分析、临床化验、海洋考察、工业流程控制以及地质、冶金、农业、食品和药物分析等领域。所以努力研究设计并合成出具有更高选择性和检测灵敏度的新型铜离子荧光探针对社会的发展有着极其重要的意义。 1.3.2国内外的研究现状 1997年，Czafinik等首次利用该机理设计合成了罗丹明B酰肼探针(图1），该探针可以选择性识别铜离子，其原理是基于铜离子催化罗丹明B酰肼水解生成强荧光的罗丹明B分子。图1 2006年，Zeng等报道了一种高度选择性的Cu2+荧光探针，该探针采用硫冠醚结构作为探针的识别基团而荧光基。团则为BODIPY染料。由于PET作用，探针本身的荧光强度十分微弱，

罗丹明类荧光探针研究进展_吴豪

罗丹明类荧光探针研究进展吴豪，袁文兵* (海南大学材料与化工学院，海南海口 570228) [摘要]文章主要介绍近年来罗丹明衍生物在分子探针方面研究的一些新进展，系统阐述了该类探针分子在离子和小分子检测方面的应用。 [关键词]罗丹明；荧光探针；离子检测 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)06-0265-01 Recent Progress in Rhodamine-Based Fluorescence Chemosensor Wu Hao, Yuan Wenbing* (College of Materials and Chemical Engineering, Hainan University, Haikou 570228, China) Abstract: The recent progress in the studies on rhodamines-based fluorescent probes was reviewed. The application of Rhodamine chemosensors in ions and small molecules sense were discussed in detail. Keywords: rhodamine；fluorescent sensor；ions sense 罗丹明B是重要的荧光探针材料，属于呫吨类染料。罗丹明B具有高的消光系数，较好的荧光量子产率，水溶性好，无毒，制备成本低等优点。因此，它是一类较好的荧光探针母体，极具广泛的应用价值。在中性或碱性条件下，罗丹明B内酰胺化合物以螺环状结构存在，体现紫外区吸收，无色，荧光减弱至消失。在酸性条件下以醌式结构存在，内酰胺结构开环，有荧光，体现长波吸收，成紫红色。罗丹明基荧光染料由于其具有特殊的结构及相应的结构特性，使其广泛应用于化学分析和生命科学领域。目前的研究焦点多集中于通过不断修饰、优化罗丹明荧光分子探针的结构片段，以实现对小分子及离子的特异性识别，并进一步应用于生物活体及自然环境监测领域。 1 铜离子探针铜是人体重要的微量元素，机体内铜缺失会导致代谢紊乱和诸多疾病，如胆固醇升高，动脉弹性降低，血压升高。一直以来，铜离子生物荧光探针的研究是一个热门课题。 1997年，Czarinik等[1]合成了罗丹明B酰肼，其可以选择性识别铜离子，该荧光探针是基于铜离子催化罗丹明B酰肼水解生成强荧光的罗丹明B分子的。 2006年，AijunTong等[2]合成水杨醛罗丹明B酰腙，可以可逆性的荧光增强识别铜离子。也就是说，在缓冲溶液中，当加入铜离子时，内酰胺螺环状结构被打开，吸收和荧光增强，当加入络合剂EDTA时，化合物表现出没有吸收和荧光，而在此时再加入铜离子，荧光恢复。 Yang等[3]通过在酸性条件下罗丹明B-酰肼与硫氰酸甲间的一步反应合成了一种Cu2+荧光探针。向该探针的乙腈/水溶液中添加Cu2+后，会造成荧光分子内酰胺键断裂，从而引起体系的荧光和紫外吸收明显增强。利用该探针实现了水相中Cu2+荧光和紫外检测，方法的线性范围分别为0.2~0.4和0.5~10 μmol/L。他们将该方法应用于自来水中Cu2+含量的测定，测定结果与原子吸收光谱方法测定结果一致。 Zhao等[4]在2009年设计合成了一种新型罗丹明内酰胺衍生物5，并将其应用于水溶液和活体细胞中Cu2+的检测。这种比色探针对铜离子的反应是瞬时可逆的,并且在其它金属离子浓度很高的情况下也不会对铜离子的比色和荧光信号产生干扰，这一特征使其很好地满足了生物医学和环境监测方面的特殊要求。目前，该类探针已广泛应用于环境体系中铜离子浓度的检测和生物活细胞铜离子分布成像实验，其优异的综合性能预示了极好的应用前景。 2 铁离子探针铁是人体中所必须的微量元素，它在人体中主要以络离子的形式存在，与血红素、蛋白质等形成血红蛋白和肌红蛋白，在机体中起到运输和贮存氧的作用。由于Fe3+的顺磁性，一般的Fe3+荧光探针都是荧光熄灭型，不利于在牛物体内Fe3+的荧光成像及原位检测。因此利用罗丹明分子的闭环一开环间转换机理设计荧光增强型Fe3+荧光探针逐步受到重视。 2006年，Tong等[5]利用二乙基三胺将两个罗丹明B连接起来，从而形成无色，没有荧光的罗丹明B的衍生物，三价铁离子的加入，导致其内酰胺结构的开环，荧光增强，从而实现了对三价铁离子的检测。 2007年，Tae和Bae[6]利用肟酸作为Fe3+识别点的功能团，将氧肟酸引入罗丹明内酰胺和开环结构的平衡中。得到了一种新型的Fe3+探针。这种具有氧肟酸结构片段的罗丹明基荧光探针，在甲醇一乙腈(V∶V=1∶1)溶液中能很好的识别Fe3+，产生明显的荧光增强和颜色变化。 Peng等[7]通过乙二胺将2-羟基苯甲醛与罗丹明6G相连接，合成了一种Fe3+荧光探针。内酰胺的羰基氧原子、2-羟基苯甲醛上的羟基氧原子以及乙二胺上的氮原子同时参与了 Fe3+的螯合作用，导致了内酰胺键断裂，体系的荧光性增强。其他重金属和过渡金属离子无类似现象发生。 3 汞离子探针汞是具有很高毒性的金属。汞单质及汞离子可通过各种途径进入环境，人体长期接触并摄入后会产生严重的恶心、呕吐、腹痛以及肾功能损伤等病症，危害极大。由于人们对汞毒性的高度重视，近年来对Hg2+荧光探针的研究日益增多。 Saresh等[8]以罗丹明6G为母体合成的Hg2+的荧光探针L1在水和甲醇(1∶1，φ)混合溶液中与Hg2+形成Hg (L1)2型复合物，荧光强度提高了90倍，利用L1测定Hg2+的检测线打到1 μg/L。25倍Hg2+浓度的Co2+，Fe2+，Ni2+，Zn2+，Pb2+，Cd2+，Mg2+，Ca2+，Ba2+，Li+，K+和Na+等离子对荧光信号基本无干扰。因而L1是一种高选择性、高灵敏度的Hg2+荧光探针。 Xu等[9]设计合成了一种罗丹明硫酰肼用于紫外和荧光检测水相中Hg2+，探针与Hg2+结合的化学计量比为2∶1.Qian等[10]设计合成的高选择性的罗丹明类Hg2+荧光探针不仅可以实现对Hg2+的荧光检测，而且利用显色反应可以对Hg2+的存在进行初步判断。该探针具有可逆性，当向显色的平衡体系中加入EDTA后，体系的紫红色变为无色。另外，荧光响应速度快是该探针的另一特点，Hg2+加入后立即产生稳定的强烈荧光，与同类的探针需要一定的平衡时间相比，该探针更适合于环境或者生物样品的实时分析。 2005年，Tae等[11]报道了一种十分精妙的罗丹明6G衍生物12，它可用于水溶液中Hg2+高灵敏度和高选择性的检测，即可以检测水溶液中低于2 μmol／L的Hg2+。重金属与过渡金属离子的检测一般在水相中进行，尤其是生物体内的该类离子的原位检测对探针的水溶性提出了更高的要求。因此，在设计时要考虑探针的实用性，尽量引入具有一定水溶性的辅助基团。Huang等[16]将葡萄糖与罗丹明6G酰肼共价连接，合成了一种水溶性好、高选择性、高灵敏度的Hg2+荧光探针RGl。在纯水中，Hg2+的检测限达到1 μg/L，满足美国EPA规定。该探针可以在pH在5.5~10范围内使用，而且不受环境和生物样品中常见的其他金属离子的影响。因此，RGl可以应用在环境和生物体系，如细胞膜中汞离子的检测。另外，RGl与汞离子的结合是可逆的。向RGl和Hg2+共存的稳定体系中加入Na2S后，可以降低该体系的荧光强度，而再添加Hg2+时，体系的荧光则恢复。 (下转第243页) 新工艺新技术 [收稿日期] 2011-05-05 [作者简介] 吴豪(1988-)，男，河南人，本科，主要研究方向为罗丹明类荧光探针。*为通讯作者。

阳离子荧光探针--咪唑鎓盐的大环四胺金属配合物的荧光性质研究

阳离子荧光探针－咪唑鎓盐的大环四胺金属配合物的荧光性质研究* 李强林1 黄方千2 吴江3余孝其3 黄俊3 刘妙丽1 伏宏彬1 阳建斌1 蒋学军1 （1成都纺织高等专科学校染化系四川成都 611737） (2咸阳师范学院化学系陕西咸阳 712000) （3四川大学化学学院四川成都 610065）通讯联系人：E-mail: liqianglin1010@https://www.360docs.net/doc/f96864985.html, 摘要：本文报道了一种含有大环四胺的咪唑鎓盐配体在吡啶/水为溶剂的条件下对Cu(II), Zn(II), Co(II)三种离子不同的荧光响应：在同种浓度下Cu 2+配合物存在明显的荧光增强， Co 2+、 Zn 2+配合物存在较强的荧光翠灭，而Zn 2+比Co 2+荧光响应减弱得更多。关键词：大环四胺；荧光探针；配合物 1.引言生物传感器是当今化学生物学中发展迅猛、富有挑战性的新领域之一。大环多胺金属配合物有许多特殊性质，如DNA 切割催化剂[1]；阳离子荧光探针[2,3]; 小分子探针[4]等。本文致力于用咪唑鎓盐基修饰的大环多胺(cyclen)对金属阳离子的荧光超分子识别，报道了一种含有大环四胺的咪唑鎓盐配体在吡啶/水为溶剂的条件下对Cu(II), Zn(II), Co(II)三种离子不同的荧光响应：在同种浓度下Cu 2+配合物存在明显的荧光增强，Co 2+、 Zn 2+配合物存在较强的荧光翠灭(Zn 2+比Co 2+减弱得更多)。这种配合物在金属阳离子荧光探针方面有着潜在的应用。 2. 实验部分 2.1 实验仪器 F-4500荧光分光光度计，pHS-4CT 型酸度计 2.2 配体的合成配体L 及其Cu 2+、Zn 2+、Co 2+配合物(Scheme 1)按照文献[5]合成。 N N N N H H M H 2C CH 2N N Br (NO 3)n .mH 2O .H 2C M =Zn 2+,CO 2+,Cu 2+n=1,3 or 4, m=0,1 or 3 Scheme 1. 2.3 电位pH 滴定待测溶液的配制：将配合物溶解在溶剂（水/吡啶＝1/1）中配制成2mM 的溶液50ml 。电极系统分别用邻苯二甲酸氢钾（0.05M ）缓冲液(pH=4.003)和混合磷酸盐（0.025M ）缓冲液 * 四川省教育厅科研基金项目：2006C037; 国家自然科学基金：20471038 https://www.360docs.net/doc/f96864985.html,

荧光探针汇总

精心整理 1. Fluo-3AM （钙离子荧光探针）原理Fluo-3AM 是一种可以穿透细胞膜的荧光染料。Fluo-3AM 的荧光非常弱，进入细胞后可以被细胞内的酯酶剪切形成Fluo-3，从而被滞留在细胞内，和细胞内游离的钙离子结合，结合钙离子后可以产生较强的荧光。生理意义细胞内钙离子增多是细胞损伤的结果，因此此探针能表征细胞损伤程度激发波长506nm 发射波长526nm （绿色）备注推荐使用 2. Mag-fura-2AM （钙离子荧光探针）原理Fura-2AM 是一种可以穿透细胞膜的荧光染料。Fura-2 AM 进入细胞后可以被细胞内的酯 3 4. 成5. 原理本身无荧光,在超氧化酶存在时可被过氧化氢(H2O2)氧化,转变成发射绿色荧光的罗丹明 123(Rhodamine123),因此广泛应用于检测细胞内活性氧(ROS),如过氧化物,次氯酸和过氧亚硝基阴离子等。生理意义检测细胞内活性氧表征细胞损伤程度激发波长507nm 发射波长529nm （绿色）备注氧化后成罗丹明123，荧光强度可能受到线粒体膜电位的影响 6. RhodamineI23（线粒体膜电位荧光探针）原理细胞膜通透的阴离子绿色荧光染料,能够迅速被活线粒体摄取,而无细胞毒性。生理意义标记线粒体膜电位激发波长488nm 发射波长515~575nm （绿色）生理意义检测线粒体膜电位

备注正在使用 7.Hoechst33342（DNA荧光探针）原理Hoechst33342是一种可对DNA染色的细胞核染色试剂，常用于细胞凋亡检测。Hoechst 染料可透过细胞膜在聚AT序列的富集区域的小沟处与DNA结合并对DNA染色而发出强烈的蓝色荧光。生理意义标记双链DNA 激发波长355nm发射波长465nm（蓝色）备注正在使用 8.FDA 原理FDA可透过细胞膜并作为荧光素积蓄在活细胞内。生理意义反映细胞膜完整性和细胞活力 9.PI（倍。 10.EB 11.DAPI 20 12.CalceinAM 原理Calcein-AM由于在Calcein(钙黄绿素)的基础上加强了疏水性，因此能够轻易穿透活细胞膜。当其进入到细胞质后，酯酶会将其水解为Calcein(钙黄绿素)留在细胞内,发出强绿色荧光，且细胞毒性很低，适合用于活细胞染色。生理意义检测细胞膜完整性激发波长494nm发射波长517nm（绿色）备注跟FDA功能类似，细胞毒性很低，可以长时间标记细胞，但价格比较贵 13.BCECF-AM(pH荧光探针) 原理BCECF-AM是一种可以穿透细胞膜的荧光染料，BCECF-AM没有荧光，进入细胞后被细胞内的酯酶水解成BCECF，从而被滞留在细胞内。BCECF在适当的pH值情况下可以被激发形成绿色荧光。生理意义检测细胞内pH

荧光探针设计原理

荧光化学传感器是建立在光谱化学和化学波导与量测技术基础上的将分析对象的化学信息以荧光信号表达的传感装置。其主要组成部件有三个(图1．1)：1．识别结合基团(R )，能选择性地与被分析物结合，并使传感器所处的化学环境发生改变。这种结合可以通过配位键，氢键等作用实现。2．信号报告基团(发色团, F )，把识别基团与被分析物结合引起的化学环境变化转变为容易观察到的输出信号。信号报告基团起到了信息传输的作用，它把分子水平上发生的化学信息转换成能够为人感知(颜色变化)或仪器检测的信号(荧光等)。3．连接基团(S )，将信号报告基团和识别结合基团连接起来，根据设计的不同连接基团可有多种选择，一般用做连接基团的是亚甲基等短链烷基。连接基团的合适与否将直接影响是否有输出信号的产生。信号表达可以是荧光的增强或减弱、光谱的移动、荧光寿命的变化等。图荧光探针的结构 1.1.1 荧光探针的一般设计原理 (1) 结合型荧光探针[21] + Analyte Signalling subunit Space Binding subunit Output signal 图共价连接型荧光探针

结合型荧光探针是利用化学共价键将识别基团和荧光基团连接起来的一类荧光探针，是比较常见的一类荧光探针。该类探针通过对比加入分析物前后荧光强度的变化、光谱位置的移动或荧光寿命的改变等实现对分析物的检测。在该类荧光化学传感器的设计中，必须充分考虑下列三个方面的因素。(a) 受体分子的荧光基团设计、合成：考虑到用于复杂环境体系的荧光检测，要求荧光基团要有强的荧光（高荧光量子产率，有利于提高检测的灵敏性），Stokes 位移要大（可有效消除常规荧光化合物如荧光素等具有的自猝灭现象），荧光发射最好要在长波长区（最好位于500 nm 以上，可避免复杂体系的常位于短波长区的背景荧光的干扰，另外由于长波长区发射的荧光能量的降低可减少荧光漂白现象的发生而延长传感器的使用寿命）。(b) 受体分子的识别基团：受体分子的识别基团设计以软硬酸碱理论、配位作用以及超分子作用力（如氢键、范德华力等）作为理论指导，多选择含氮、硫、磷杂环化合物作为识别分子。(c) 荧光超分子受体的组装：组装荧光超分子受体就是利用一个连接基将识别基团和荧光基团通过共价键连接在一起，要充分考虑到识别基团和荧光基团之间能通过连接基进行信号传递，对识别对象的识别信息（如荧光的增强或减弱、光谱的移动、荧光寿命的变化等）可以及时传递出去。

Fluo-3 AM_钙离子荧光探针_

Fluo-3 AM (钙离子荧光探针) 产品简介： Fluo-3 AM是最常用的检测细胞内钙离子浓度的荧光探针之一。分子式为C51H50Cl2N2O23，分子量为1129.85。 Fluo-3和Fura-2相比，其优点是：一方面可以被氩离子激光(argon-ion laser)的488nm激发光激发，便于检测；另一方面，Fluo-3和钙离子结合后荧光变化更强，即对钙离子浓度变化的检测更加灵敏；同时，Fluo-3和钙离子的结合能力较弱，这样可以比Fura-2检测到细胞内更高浓度的钙离子水平；此外，对于细胞内的钙离子的即时变化反应得更加准确，减小了因为和钙离子解离速度慢而导致的荧光变化滞后。本Fluo-3 AM (钙离子荧光探针) 是配制于无水DMSO (anhydrous DMSO)中的储存液，浓度为5mM。 Fluo-3 AM是一种可以穿透细胞膜的荧光染料。Fluo-3 AM的荧光非常弱，其荧光不会随钙离子浓度升高而增强。 Fluo-3 AM进入细胞后可以被细胞内的酯酶剪切形成Fluo-3，从而被滞留在细胞内。Fluo-3可以和钙离子结合，结合钙离子后可以产生较强的荧光，最大激发波长为506nm，最大发射波长为526nm。实际检测时推荐使用的激发波长为488nm左右，发射波长为525-530nm。Fluo-3的激发光谱和发射光谱参考下图。用于细胞内钙离子检测时，Fluo-3 AM的常用浓度为0.5-5μM。通常用含有0.5-5μM的Fluo-3 AM的适当溶液和细胞一起在20-37℃孵育15-60分钟进行荧光探针装载，随后适当洗涤，洗涤后可以考虑适当再孵育20-30分钟以确保Fluo-3 AM在细胞内完全转变成Fluo-3。保存条件： -20℃避光保存，6个月有效。注意事项：本Fluo-3 AM在4℃、冰浴等较低温度情况下会凝固而粘在离心管管底、管壁或管盖内，可以20-25℃水浴温育片刻至全部融解后使用。荧光染料均存在淬灭问题，请尽量注意避光，以减缓荧光淬灭。为了您的安全和健康，请穿实验服并戴一次性手套操作。使用本产品的文献： 1. Li H, Wang L, Ye L, Mao Y, Xie X, Xia C, Chen J, Lu Z, Song J. Influence of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing signal molecule N-(3-oxododecanoyl) homoserine lactone on mast cells.

生物化学与分子生物学进展(基础)期末考试总结

生物化学与分子生物学进展（基础）概论、目的基因分子克隆的载体核酸序列分析聚合酶链反应（自学）分子克隆技术常用的工具酶（自学）肿瘤转移的分子机制新生血管研究与转化医学细胞周期与细胞增殖基因打靶的设计与实现细胞分化的分子机制医学系统生物学和蛋白质组学细胞信号转导一、1.操纵子那张图以乳糖操纵子为例，其组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I 存在诱导物（乳糖）时，mRNA得到转录；不存在诱导物时，mRNA无法转录。（1）阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。（2）CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。 2.概念（1）基因诊断：利用分子生物学技术，通过检测基因及基因表达产物的存在状态，对人体疾病作出诊断的方法。基因诊断检测的目标分子是DNA、RNA，也可以是蛋白质或者多肽。（2）基因治疗：指将目的基因通过基因转移技术（病毒载体介导或者非病毒载体介导的基因转移技术）导入靶细胞内，目的基因表达产物对疾病起治疗作用。包括直接导入外源正常基因、采用适当的技术抑制细胞内过度表达的基因、将特定的基因导入非病变细胞等。（3）pBR322：大小为4.36kb的环状双链DNA，其碱基序列已经全部清楚，是最早应用于基因工程的大肠杆菌质粒载体之一，有过百个限制性内切酶切点，一种限制性内切酶只有单一切口的位点也多达数十个。（4）pUC质粒系列：是在pBR322基础上改建成的。大小约2.69kb，去除了pBR322的抗四环素区段，含LacZ基因及其启动子的操纵基因、M13的多聚接头polylinker。含有易于检测是否有外源DNA插入的标记基因LacZα，可利用α互补原理进行蓝白筛选。 3.分子医学的主要研究内容分子医学是指从基因的角度重新认识疾病，运用基因技术预防、诊断和治疗疾病。研究内容主要包括疾病的分子机理、基因诊断、基因治疗和基因预防这四个方面。（1）疾病的分子机理：探索疾病的原因，是有效治疗疾病的前提。基因科学的发展，为人类从细胞内部的微观生理学和分子生物学水平上寻找病因提供了新的思路。以尿黑酸症为例，

用于金属离子识别的新型荧光探针的合成及性能研究

用于金属离子识别的新型荧光探针的合成及性能研究【摘要】：第一章：介绍了荧光分析法检测痕量金属离子的原理,综述了利用荧光分析法检测金属离子的研究进展。第二章：在蒽醌荧光团上修饰乙醇胺分子合成了用于铁离子识别检测的新的荧光探针。实验结果表明,在乙醇/水=4：1,pH7.20的条件下,Fe3+的加入使体系荧光猝灭,荧光强度和Fe3+浓度在4.0×10-5-3.0×10-4mol/L范围内呈线性关系,由此可以实现乙醇-水体系中对Fe3+离子的高选择性检测。检测限为 3.8×10-7mol/L。第三章：以吖啶为荧光团,亚氨基二乙酸为配体,合成了水溶性较好的吖啶荧光探针ATA,利用红外、核磁对其进行了结构表征。在中性的缓冲水溶液中,考察了金属离子对荧光离子体ATA荧光的影响。结果表明,在pH7.4(0.01MHEPES)的条件下,铜离子的加入使体系荧光猝灭,体系的荧光强度和Cu2+浓度在0.8-3μM的范围内呈线性关系(R2=0.9952),检测限为1.24×10-7M。由此可以实现水体系中对Cu2+的定量检测。实验结果表明荧光离子体和铜离子的结合比为1：1,结合常数为3.58×10-5M-1。第四章：以便宜易得的茜素氟蓝AC作为探针,建立了一种在水体系中识别检测铝离子的比色荧光传感检测方法。结果表明,在乙醇/水=4：1,pH4.6的条件下,AC与铝离子形成稳定的络合物,且络合铝离子后溶液发生了颜色的变化并伴随荧光发射峰的红移。从而可作为一种变色荧光探针用于弱酸性的乙醇-水溶液中铝离子的检测。检测限为 5.19×10-77mol/L。精密度为0.32%。实验结果表明AC和铝离子的结合比为1：2,结合常数为

新型铁离子荧光探针的研究进展

第２９卷第３期化一学一研一究Ｖｏｌ．２９一Ｎｏ．３２０１８年５月ＣＨＥＭＩＣＡＬ一ＲＥＳＥＡＲＣＨＭａｙ２０１８新型铁离子荧光探针的研究进展李连庆?，罗一艺（陕西学前师范学院化学与化工系，陕西西安７１０１００）摘一要：由于重金属离子对人类健康起着重要作用，因而对痕量重金属离子的快速检测，是当前研究的热点问题．作为生物体内的重要元素，铁元素的缺少和过量都可能引起严重的人体机能障碍，因而能够对铁离子实现快速识别显得尤为重要．本文作者通过研究近年来报道的高选择性高灵敏度铁离子荧光探针，对Ｆｅ３＋的特异性识别及其实际应用的可能性进行总结，并对Ｆｅ３＋荧光探针未来的发展方向进行预测．关键词：荧光探针；铁离子；识别；进展中图分类号：Ｏ６５７．３文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１０１１（２０１８）０３－０３２５－０６ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｎｏｖｅｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｏｒｆｏｒＦｅ３＋ＬＩＬｉａｎｑｉｎｇ? ＬＵＯＹｉＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｈａａｎｘｉＸｕｅｑｉａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉａｎ７１０１００ＳｈａａｎｘｉＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＡｓｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ，ｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｉｓａｈｏｔｉｓｓｕｅｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｌｅｍｅｎｔｉｎｏｒｇａｎｉｓｍ，ｔｈｅｌａｃｋａｎｄｏｖｅｒｄｏｓｅｏｆｉｒｏｎｃａｎｃａｕｓｅｓｅｒｉｏｕｓｈｕｍａｎｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｓｏｉｔｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｆａｓｔｒｅｃｏｇ?ｎｉｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｉｏｎｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｆｌｕｏｒｅ?ｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｉｏｎｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅ；ｉｒｏｎｉｏｎ；ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｐｒｏｇｒｅｓｓ收稿日期：２０１７－１１－１７．基金项目：陕西省工业公关课题（２０１６ＧＹ?２３２），陕西教育厅自然科学专项（１７ＪＫ０１８１）．作者简介：李连庆（１９７６－），男，教授，研究方向为荧光探针材料． ? 通讯联系人，Ｅ?ｍａｉｌ：ｌｉａｎｑｉｎｇｌｉ００８＠１６３．ｃｏｍ．一一铁元素作为最基本的生物系统的痕量元素，在生命系统的正常运行和生长中发挥着不可或缺地作用，在人体细胞中，广泛地参与多种生命过程，如细胞内ＤＮＡ与ＲＮＡ的合成二细胞和氧在生命体内的代谢二质子转移二酶催化等．Ｆｅ３＋在生命系统中有着不可替代的重要性，它的缺少和过量都可能引起严重的人体机能障碍．因此，在临床二药物和环境等方面找到合适的Ｆｅ３＋定量检测方法一直都是科研工作者努力的方向．荧光探针是指其荧光性质（发射波长二强度和寿命等）可随着所处的环境（比如极性二黏度二温度和识别客体等）改变而灵敏地改变的一类荧光性分子，当探针分子与金属离子特异性结合后，由于各种原因，探针分子的光物理性质会发生变化，通过各种检测方式检测到荧光信号的变化，从而检测到环境中金属离子的含量．荧光探针具有选择性好二灵敏度高二对设备依赖小二操作简单和检测限低等优点，而且能够与激光扫描荧光显微镜成像技术及荧光成像技术相结合，实现在活体水平上无损原位的检测，使得荧光探针被认为是最有前景的方法之一．１一罗丹明类铁离子荧光探针罗丹明类染料具有荧光量子产率高二刚性平面结构较大二水溶性好二毒性小二最大发射波长位于可见光区等优点［１－４］．此外，罗丹明类结构有多个修饰位点，能够引入特定基团对分子性能进行改造，以增加其在水溶液中的溶解度，增强光稳定性和生物融合性，使荧光探针分子能够满足在各种环境下Ｆｅ３＋检测，提高荧光探针分子的检测选择性和灵敏度．ＱＩＮ等［５］将罗丹明衍生物与喹啉衍生物结合，合成了探针１（图１）．当溶液中没有Ｆｅ３＋时，在波长ＤＯＩ：１０．１４００２／ｊ．ｈｘｙａ．２０１８．０３．０１７｜化学研究，２０１８，２９（３）：３２５－３３０

基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究

基于罗丹明B的阳离子荧光探针的研究 .1分子荧光产生的原理当用紫外或可见光照射某些物质时，这些物质吸收某种波长的光后会发射出波长和强度各不相同的光线，当停止照射后，这种红光也随之消失，这种光被称为荧光汇1.2〕。对荧光产生原理和条件直到十世纪中期才弄清楚。GorgeGStokes在1852年详细考察了奎宁和叶绿素的荧光后，首先确定和报告了他们的荧光波长总比激发波长要长。他还研究了荧光强度和荧光物质浓度的关系，发现在高浓度时荧光会淬灭，他也发现荧光可以被外部物质淬灭，从而建议利用荧光达到检测的目的。由AlexanderJabfonski在1935年提出的荧光产生的过程图，常被称为Jabfonski图131(见图 1.1)。通常情况下，荧光试剂分子处于基态，吸收光后，试剂分子的电子被激发而处于激发态，基态和激发态都有单重态和三重态两种类型。S为电子自旋量子数的代数和，其数值为O或1。S为O时， Fig.1.1JalllonskidiagramforaPhotolu刀。刃。eseentsystem 分子内轨道中的所有电子自旋配对，自旋方向相反，此时分子处于单线态，大多数有机物分子的基态是处于单线态。分子吸收光能后，电子越迁到高能级，电子自旋方向不变，此时分子处于激发单重态。S。，51，52，.…，表示分子的基态和第一，第二，…，激发单重态，能量由低到高。如果处于基态单重态的有机物分子的电子在跃迁过程中伴随有

电子自旋方向的变化，在激发态分子轨道中就有两个自旋不配对的电子，此时S=l，表明分子处于激发态的三重态，用T表示，Tl，T:分别表示三重态的第一第二激发态，分子中的电子从基态S0跃迁到激发态51，52，比较容易发生，进行很快(10飞)，而从基态单重态到激发三重态不易发生。高能量的单重态激发态分子(如S:)可以与其它同类分子或溶剂分子碰撞通过内转换回到激发态的最低能级51，这一过程为10一，25，处于激发态最低能级的分子寿命一般为10礴一10一ss，它们会放出光子返回基态，这时产生的光就是荧光。从51到Tl能量转化是系间跨越。从Tl到S。有两种过程:一个事物能量释放; 另一个是放出光子，即磷光，在104一105间完成。 1.2荧光分子探针的定义荧光探针定义为能和个别组织特异结合而又不干扰其他组织成分自身荧光的那些荧光化合物，为了和细胞中的自发荧光物质相区别，人们也曾称荧光染料为次级荧光体，相应地把这种染色过程称为次级染色，把像叶琳这样的自然荧光物质称为初级荧光体。而现在把所有的荧光探针，不管其染色性能和对天然荧光的影响如何，都统称为荧光探针〔‘〕。荧光探针大多是含有共扼双键体系的有机化合物，共辆双键使其容易吸收激发光，其激发波长多处于近紫外区或可见光区，发射波长多处于可见光区。作为荧光探针应该具有以下特点〔4]:第一，荧光探针的荧光必须与生物样品的背景荧光易于区别;第二，荧光探针必须不干扰研究的主体;第三，荧光探针主要用于

荧光探针汇总

荧光探针汇总文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）