荧光比率探针及其应用研究进展
荧光探针在生物分析中的应用与研究进展
荧光探针在生物分析中的应用与研究进展荧光探针是一种化学、生物学、医学等领域中广泛应用的分析技术。
它通过将荧光物质与分析物发生化学反应或物理作用，再利用荧光光谱分析其信号强度和波长等信息，以达到检测和分析分子的目的。
在生物学研究中，荧光探针具有细胞成像、蛋白质检测、癌症诊断、药物研发等众多应用，下面将重点介绍荧光探针在生物分析中的应用与研究进展。
一、细胞成像荧光探针在生物成像中的应用是最为广泛的领域之一。
将特定的荧光探针标记在细胞内部，可利用显微镜及其它成像技术，观察细胞内分子动态或分布变化，这对细胞活动的研究、疾病的诊断和治疗都有重要的意义。
目前，一些新型荧光探针的研究已经进一步提高了细胞成像的灵敏度和精度。
其中有一类探针类似于率先被用于细胞成像的荧光偶联酶GFP，但是它具有更强的荧光信号和更快的动力学响应。
例如，作者H. Jiang等开发的策略在单细胞水平上跟踪钙调素信号转导，通过结合“钙拆卸”与“荧光恢复”的化学手段，在原位模拟了钙信号的真实时间变化，极大地增强了对细胞内复杂物理过程的认识。
另外，利用纳米粒子的磁性及其特殊的荧光特点，可以将荧光探针紧密结合在一起。
通过细胞摄取进入细胞内部，不仅可以达到超高灵敏度的成像，还能有效地避免毒性，具有极大的优势。
一项最新研究中，科学家使用这种技术，发现β-淀粉样蛋白在局部和远端神经元体内的运动状态完全不同，为了更好地研究这些细节信息而开发的荧光探针将提供细胞需要的更多细微解剖学细节，不仅有助于理解β-淀粉样蛋白簇的形成，还打开了治疗阿尔茨海默氏症等脑部神经疾病的新思路。
二、蛋白质检测荧光探针在蛋白质的检测中也有着非常广泛的应用。
例如，通过蛋白质多聚化动态的监测，可以更好地理解一些复杂的疾病如癌症的过程。
即利用修改的荧光探针或分子类似物标记蛋白质，进行组织和细胞水平的成像和分析。
近年来，一些新型荧光探针的开发为空间分辨率提供了一个新框架。
研究人员开发了通过专门的光学方法观察和精确控制引导复杂的光子产生。
荧光探针在生物医学领域中的应用研究
荧光探针在生物医学领域中的应用研究荧光探针是一种基于化学分子的发光探针，广泛应用于生物医学领域。
随着科技的不断发展，荧光探针的应用领域也越来越广泛，包括生物成像、疾病诊断、药物设计和分子生物学研究等。
本文将从不同方面探讨荧光探针在生物医学领域中的应用研究。
一、生物成像生物成像是指利用各种成像技术对活体组织进行影像学检查，用来观察生物学过程及其病理生理变化。
其中荧光成像是一种基于荧光探针的成像技术。
荧光探针在组织内的针对性标记，可以对细胞、组织或整个生物体进行实时监测。
目前，荧光成像技术已广泛应用于生物成像领域。
例如，通过对荧光探针进行修饰可以实现追踪细胞内靶向蛋白的位置和数量变化。
另外，也可以利用区分染料将荧光探针标记在目标组织或器官上，对活体组织进行成像，例如常用的绿色荧光蛋白标记法可用于对小鼠的肿瘤成像。
二、疾病诊断荧光探针在疾病诊断领域具有广泛的应用前景。
例如，利用荧光探针可以快速、灵敏地检测肿瘤标志物，并可通过变色或发出荧光信号来快速确定样本是否含肿瘤标志物。
另外，荧光探针还有助于检测传染病和其他疾病的特征分子。
例如，利用荧光探针检测人类免疫缺陷病毒（HIV）的核酸，在实验室中已经被广泛运用。
此外，荧光探针还可以用于检测侵略性细胞癌，对癌细胞进行区分和定位，在癌症预后和治疗中有着极其重要的作用。
三、药物设计荧光探针在药物设计中也扮演着非常重要的角色。
通过对荧光探针的药效学研究，可以预测药物的疗效和毒性，也可以设计出更有效的药物。
例如，荧光探针可以用于合成特定的药物分子，同时也可以用于药物分子的靶向性、选择性和药效的测定。
此外，利用荧光探针进行药物代谢动力学的研究，可以了解药物的代谢途径和代谢速率，为临床用药提供重要参考。
四、分子生物学研究荧光探针在分子生物学研究中也广泛应用。
荧光探针可以用于分析细胞内、细胞外生物分子的形态、结构和聚合程度等多个方面。
例如，荧光标记的抗体可以用于检测蛋白质，荧光标记的RNA探针可以用于检测RNA序列，荧光标记的染色体探针可以用于检测DNA序列等。
荧光探针的应用与进展课件
环境监测
污染物检测
荧光探针可以用于检测水体、土 壤等环境中的有害物质，如重金 属、有机污染物等，为环境污染 治理和生态保护提供技术支持。
生物毒性测试
荧光探针可以用来评估化学物质 对生物体的毒性作用，通过观察 荧光信号的变化，快速、准确地
评估环境中有害物质的风险。
生态研究
利用荧光探针标记生物个体或种 群，通过观察荧光信号的分布和 动态变化，研究生物在生态系统
开发适用于环境监测和食品安全检测的荧光探针，保障人类健康和 生态安全。
加强荧光探针的基础研究与人才培养
基础研究投入
加大对荧光探针基础研究的投入 ，支持科研团队开展创新性研究 ，推动荧光探针技术的持续发展 。
人才培养与交流
加强荧光探针领域的人才培养和 学术交流，鼓励跨学科合作与交 流，促进荧光探针技术的普及和 应用。
荧光探针与其他技术的结合应用
总结词
荧光探针与其他技术的结合应用是荧光探针领域的重 要发展方向，通过将荧光探针与其他技术相结合，可 以实现更高效、更准确的检测和诊断。
详细描述
随着各种技术的不断发展，研究者们将荧光探针与其 他技术相结合，如光学成像技术、质谱技术、纳米技 术等。这些技术的结合可以充分发挥各自的优势，提 高荧光探针的应用范围和效果。例如，将荧光探针与 光学成像技术相结合，可以实现生物体内的高清成像 和可视化检测；将荧光探针与质谱技术相结合，可以 实现蛋白质组学和代谢组学的高灵敏度检测。
荧光探针的分类
总结词
荧光探针可以根据激发波长、发射波长、荧光染料类型等进 行分类。
详细描述
根据激发波长，荧光探针可以分为紫外激发和可见光激发两 类；根据发射波长，可以分为长波长发射和短波长发射两类 ；根据荧光染料类型，可以分为荧光染料、荧光量子点、荧 光蛋白等类型。
荧光探针的制备及其生物应用研究
荧光探针的制备及其生物应用研究荧光探针是一种能够在特定条件下发出荧光的分子，是很多生物学研究中必不可少的工具。
以荧光探针为基础的技术种类繁多，比如荧光共振能量转移、荧光染料的成像、荧光激发等等。
制备一种优秀的荧光探针对于生物学、化学等学科的研究具有重要的意义。
一、荧光探针的制备方法荧光探针可以通过合成、修饰和改造三种方法来制备得到。
合成法常用于制备新型荧光探针，采用有机合成方法或生物合成方法，通过化学反应或酶催化反应来制备。
修饰法是在已有的分子基础上进行化学改造，改变分子内部结构或者化学基团，从而调节其荧光特性，使之兼具生物、化学等方面多种性质。
改造法是将天然存在的物质经过一定的处理，改造为荧光物质，这种方法主要用于荧光物质在生物领域中的应用。
二、荧光探针在生物领域的应用随着生物技术的发展，荧光探针在生物领域中的应用也越来越广泛，包括细胞成像、活体动态监测、药物筛选等多个方面。
1、细胞成像荧光探针在细胞成像方面的应用已经得到了广泛的研究。
通过标记特定的分子，可以实时地观察到分子在细胞中的生物行为，研究其在细胞凋亡、代谢、信号传导等生命过程中的作用。
目前在细胞成像技术中最常用的荧光探针就是荧光蛋白。
2、活体动态监测利用荧光探针和成像技术，可以实现对酶活性、离子浓度、生物分子相互作用等生命过程的实时监测。
这种技术可以用于检测生物分子相互作用、药物靶点的筛选、疾病的诊断等多个方面。
此外，荧光探针还可以用于人类器官定位和生理活动的监测，如心率、吸氧量等指标。
3、药物筛选荧光探针还可以应用于药物筛选。
通过对特定的靶点或生物过程进行选择性标记，直接检测药物在体内的分布、作用机制和效果，从而提高药物筛选的效率和准确性。
例如，在肿瘤治疗中，研究人员利用荧光分子标记特定的靶点，实时监测恶性肿瘤的生物行为，发展出了针对肿瘤细胞分子的新型药物。
三、荧光探针的研究进展随着科学技术的不断发展，荧光探针由于其高灵敏度、高特异性等优点，成为生物分子研究的热门话题之一。
荧光探针的研究及应用
荧光探针的研究及应用随着科技的不断发展，荧光探针逐渐成为生命科学研究领域中不可缺少的重要工具。
荧光探针是一种能够发射出荧光信号的分子，在分子生物学、生物医学和化学生物学等领域中有着广泛的应用。
它们可以被用来研究细胞内的分子相互作用、识别生物分子、分析细胞功能，并可以在体内用作活体成像和药物筛选的工具。
本文将简要介绍荧光探针的基本原理、常见的荧光探针类型和其在生物学研究中的应用。
一、荧光探针的基本原理荧光探针的基本原理是荧光共振能量转移（FRET），其通过将荧光分子与生物分子（生物样品）耦合，使两者之间发生相互作用，从而产生能量转移。
FRET 能量转移是从能量接受者的激发态到另一个分子的荧光染料的发射态的一种非辐射性能量转移。
在FRET中，激发荧光染料的光子会被共振耦合到另一个染料的激发态，从而使其发出荧光光子。
这样，在激发荧光染料的时候，可以用荧光染料的荧光光子来检测另一个染料的存在和位置。
荧光探针对于荧光光子的发射特征和其它的生化参数是很敏感的，所以它们可以被用来探测各种细胞和分子。
二、常见的荧光探针类型1. 荧光染料：荧光染料是最常见的荧光探针类型之一，它们有着广泛的应用，可以被用来标记蛋白质、核酸等生物分子。
常见的荧光染料包括荧光素、草铵膦、偶氮染料等。
2. 荧光蛋白：荧光蛋白是一种具有自发荧光性质的蛋白质，其最早源自于水母Aequorea victoria。
荧光蛋白可以用来跟踪胞内或胞外的重要过程，如蛋白质、核酸合成、信号传递等。
3. 量子点：量子点是一种半导体纳米粒子，具有窄的发射光谱、强的光稳定性和较大的荧光量子产率。
这些特点使得量子点成为新一代高亮度及高灵敏度的荧光探针。
三、荧光探针在生物学研究中的应用荧光探针广泛地应用于细胞内信息传递、化学生物学、生物传感、药物筛选和临床诊断等方面。
以下为举几个常见的案例：1. 细胞内信息传递：荧光探针可被用于研究细胞内信号转导、磷酸化和蛋白质相互作用等过程。
荧光探针在细胞成像中的应用与发展
荧光探针在细胞成像中的应用与发展随着科技的进步和人们对于细胞研究的深入，细胞成像技术也逐渐得到了广泛应用。
细胞成像技术可以在体外或者体内观察细胞的各种生理进程，如细胞运动、分裂、凋亡等等。
而荧光探针作为细胞成像技术的重要工具，其应用范围越来越广泛，同时也在不断地发展与改进。
一、荧光探针在细胞成像中的应用荧光探针的主要作用是通过激发发射荧光分子来完成对待测分子或细胞组织的成像。
荧光探针的优点在于其非损伤性、高灵敏度、高空间分辨率等方面的特点。
在细胞成像中，荧光探针可以用于实时或高通量成像、亚细胞成像、功能成像等多个方面。
1.实时或高通量成像实时成像是指能够在不停歇的过程中观察细胞内的各种生物分子或过程，比如细胞内蛋白质的结构和功能变化。
荧光探针的高灵敏度和非损伤性质使得其成为实时成像的重要工具。
高通量成像则是指在相对短时间内同时对多个样本进行成像。
通过荧光探针的应用，高通量成像可以实现快速大规模数据的采集和分析。
2.亚细胞成像亚细胞成像是指观察及记录细胞内小分子在亚细胞级别上的分布和行为，如钙离子的扩散、小分子转移、蛋白间相互作用等。
荧光探针可以针对不同的亚细胞结构和分子特征进行定位，从而实现亚细胞级别的成像和分析。
3.功能成像功能成像是指通过成像技术结合功能分析，记录和分析细胞或组织中生物学分子和细胞功能的活动。
这种技术被广泛应用于药物筛选、生物分子功能研究、疾病诊断等多个领域。
荧光探针在功能成像中的应用则主要是借助其灵敏度和可选择性来探测不同细胞的药物反应、代谢变化等。
二、荧光探针的发展随着生命科学和化学领域的不断交叉与融合，荧光探针也呈现出不断发展和更新的趋势。
目前，荧光探针的设计和研发已经涵盖了各个方面，不仅有传统的小分子荧光探针，还有基于生物分子和介导不同转录、翻译进程等过程的荧光探针。
1.基于小分子的荧光探针小分子荧光探针直接与待测分子结合，借助荧光变化实现对目标分子的检测。
而最常用的小分子荧光探针包括螨草素、荧光素、荧光素同工异构体等。
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。
分析化学中荧光探针的设计与应用研究
分析化学中荧光探针的设计与应用研究引言分析化学是一门研究物质成分和性质的学科，而荧光探针则是分析化学中的重要工具之一。
荧光探针通过发射荧光信号来检测、分析和定量物质。
本文将深入探讨荧光探针的设计和应用研究。
一、荧光探针的基本原理荧光探针的设计基于荧光现象，即物质受到激发后能够发射出特定波长的荧光。
荧光探针通常由两部分组成：荧光基团和靶向分子。
荧光基团是能够发射荧光的物质，而靶向分子则是与目标物质相互作用的部分。
二、荧光探针的设计策略1. 荧光基团的选择荧光基团的选择是荧光探针设计的关键。
常用的荧光基团包括有机染料、量子点和荧光蛋白等。
有机染料具有较高的荧光量子产率和较长的激发寿命，适用于生物样品的荧光探针设计。
量子点具有较窄的发射光谱和较高的荧光稳定性，适用于多色荧光探针的设计。
荧光蛋白则具有天然的荧光性质，适用于细胞和生物体内的研究。
2. 靶向分子的选择靶向分子的选择取决于目标物质的特异性。
靶向分子可以是抗体、核酸或小分子配体等。
抗体作为靶向分子具有高度的特异性和亲和性，适用于生物分子的检测和定量。
核酸可以通过互补配对与目标物质结合，适用于基因检测和分析。
小分子配体则可以与目标物质发生特异性的化学反应，适用于有机物的检测和分离。
三、荧光探针的应用研究1. 生物传感荧光探针在生物传感领域有着广泛的应用。
通过选择适当的荧光基团和靶向分子，可以实现对生物分子的高灵敏度和高选择性检测。
例如，利用荧光探针可以检测细胞内的离子浓度、蛋白质表达水平和代谢产物等，为生物学研究提供了有力的工具。
2. 环境监测荧光探针在环境监测中也有着重要的应用。
通过选择适当的荧光基团和靶向分子，可以实现对环境中有害物质的快速、准确的检测。
例如，利用荧光探针可以检测水中的重金属离子、空气中的有机污染物和土壤中的农药残留等，为环境保护提供了有力的手段。
3. 医学诊断荧光探针在医学诊断中也有着广泛的应用。
通过选择适当的荧光基团和靶向分子，可以实现对疾病标志物的敏感检测和定量分析。
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７前 言荧光比率技术是荧光分析中的一项重要技术。
该技术在生物染色剂中，可被紫外线或蓝紫光（短波长光）激发而发射荧光的染料，称为荧光染料（荧光色素）。
可被长波长光激发，这些荧光色素常称为荧光探针。
荧光探针通常用于固定组织和细胞的染色，以及或活细胞中的应用， 此外还包括应用于体内荧光探针。
分子荧光探针按用途分类包括离子探针、极性探针、粘度探针、ＰＨ值探针、膜荧光探针、细胞活性探针、细胞器探针、位点特异性荧光探针等等。
探针通过与分析物（如生命金属离子）进行结合后，引起荧光特性发生变化，通过测定荧光的激发波长、发射波长、荧光强度、峰位、荧光寿命、荧光量子产率和各向异性等，获得相关信息。
荧光方法测定中，荧光探针在与反应物结合后，出现激发或发射光谱移位的探针，可使用在两个不同波长测定的荧光强度比率进行测定，称为比率测量。
因为通过二个选择性的波长的荧光强度变化可作为定量的依据， 通常指在波长范围内有荧光强度明显的变化。
同普通荧光探针相比，比率测量探针可以被分为两部分。
一种是荧光比率效果是通过原来荧光谱的迁移。
通常，这些迁移的背景是荧光探针激发态的电子转移。
它被激发通过改变发色团同周围分子或原子交互作用的能量改变（溶剂化显色迁移），同外部电场的交互作用（电致显色迁移）和在发色团中的双电弛豫（双电弛豫迁移）。
另外一种结合探针，荧光谱包括２个或更多的谱带。
通常，是这些谱带相对强度的改变，激发态同荧光探针发色团反应。
这些反应在不连续的能量状态。
荧光比率探针及其应用研究进展杨柳＊ ，郭成海，张国胜（防化研究院第四研究所，北京 １０２２０５）摘要 本文介绍了荧光比率探针，包括阳离子探针、阴离子探针、ｐＨ值探针、极性探针、氧化性和分子的比率测量探针的应用及近几年的研究进展。
关键词 荧光分析，比率测量＊作者简介：杨柳（１９７５－），男，助理研究员，博士研究生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｌｉｕｊｉｎｊｉｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ所以在初始和产物状态都随着能量转移而发射荧光。
荧光比率测定法可消除光漂白和探针负载和留存及设备因素（照明稳定性）引起的数据的失真。
如阴离子探针可通过有机离子载体从细胞排除，如ＡＭ酯可被Ｐ糖蛋白多药载体排出荧光比率测定法可减少探针渗漏对实验结果的影响。
探针与离子结合后，出现激发或发射光谱移位的探针可使用在两个不同波长测定的荧光强度比率校准，可克服由于离子浓度的变化而造成的荧光信号人工假象。
Ｂｒｉｇｈｔ等（１９８９）发现比率测量减少或消除几种决定因素的变化对测量荧光强度的影响，包括探针浓度、激发光的光路长度、激发强度、和检测效率。
消除的人工假象包括光漂白、探针渗漏、细胞厚度、探针在细胞内（区室化作用引起）或不同细胞群之间（负载效率差异造成）的不均匀分布。
比率测量探针已经应用于不同的测量领域：离子探针（阳离子探针Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋，Ｚｎ２＋，Ａｇ＋等）阴离子探针（Ｃｌ－，ＣＮ－，Ｆ－等），膜探针、活性氧和一氧化氮探针，极性探针、ＰＨ值探针等等。
１应用比率测量的阳离子探针：各种各样的阳离子在生命活动中起重要的作用， 如构成细胞和生物体某些结构的重要成分，参与并调节生物体的代谢活动等，荧光方法通常用来测定阳离子在生物体不同组织的含量和分布。
阳离子比率测量探针也在不断发展。
１．１ Ｃａ２＋检测的比率测量探针：探针与Ｃａ２＋结合后出现光谱移位的探针可进行比率测量。
主要包括：Ｆｕｒａ－２、双－ Ｆｕｒａ－２、Ｆｕｒａ－４Ｆ、Ｆｕｒａ－５Ｆ、Ｆｕｒａ－６Ｆ、 ｉｎｄｏ－１、ｉｎｄｏ－５Ｆ、ｍａｇ－Ｆｕｒａ－２（ｆｕｒａｐｔｒａ）、Ｆｕｒａ－２ＦＦ、香豆素苯并噻唑ＢＴＣ、绿荧光蛋白、ＢＡＰＴＡ和３－苯并咪唑基亚氨基香豆素结合的探针、钙绿－１和ＢＳ混合组成的双波长Ｃａ２＋比率测量探针、Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ和ＦｕｒａＲｅｄ混合的使用双波长Ｃａ２＋比率测量探针等。
Ｓｈｉｍｏｚｏｎｏ等应用绿荧光蛋白作为Ｃａ２＋比率测量探针，探针有双激发荧光谱，４１５ ｎｍ ｔｏ ４９４ ｎｍ。
探针可应用于游动的细胞。
可比率测定海拉细胞中的Ｃａ２＋浓度［１］。
Ｌｉｅｐｏｕｒｉ等用ＢＡＰＴＡ和３－苯并咪唑基亚氨基香豆素结合的探针结合形成在细胞膜附近测量Ｃａ２＋比率测量探针。
它是同Ｃａ２＋结合能力低的探针［２］。
Ｅｌｓ Ｃｉｅｌｅｎ等２００２年报道了Ｃａ２＋ ａｎｄ Ｍｇ２＋的比率测量探针［３］。
三铯盐 ｏｆ ｛２－［双（羰基甲基）氨］－５－（５－苯－２－噻吩）苯氧基｝乙酸， 巯基－Ｈ合成作为Ｃａ２＋ ａｎｄ Ｍｇ２＋阳离子的比率测量探针，并报道了在生理条件下的结合能力。
巯基－Ｈ可增强与Ｃａ２＋的结合能力，强于其它的比率测量Ｃａ２＋探针Ｍａｇ－ｆｕｒａ－２， Ｍａｇ－ｆｕｒａ－５， Ｍａｇ－ｉｎｄｏ－１， Ｆｕｒａ－ＦＦ， ａｎｄ ＢＴＣ。
１．２ Ｎａ＋比率探针：Ｋａｒｌ Ｈ报道了苯并呋喃、异邻苯二甲酸盐（ＳＢＦＩ）作为与Ｎａ＋结合的荧光比率测定探针，该探针用于活体检测，可以检测７５－１５０ｍＭ的Ｎａ＋。
１．３ Ｚｎ２＋比率探针：由于Ｚｎ２＋在生物体内有特殊的功能，如明显抑制多种因素诱导的凋亡等功能，因此Ｚｎ２＋的探针被不断研究。
Ｍａｇｅｄ Ｍ． Ｈｅｎａｒｙ在２００４年报道了，在中性ＰＨ条件下，已合成的２－（２ －苯亚磺酰氨基苯基） 苯并咪唑的一系列衍生物用作Ｚｎ２＋荧光比率测定探针，通过同阳离子结合引起分子内质子传导机制（ＥＳＩＰＴ）［４］。
Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ Ｊ． Ｃｈａｎｇ等２００４年报道了（ＺＮＰ１）作为荧光探针，与Ｚｎ２＋结合后单激发波长，双发散波长 （６２４／ ５４８）强度改变。
该探针存在醌和羟基的互变异构体。
文章报道了该探针应用于ＣＯＳ－７细胞中Ｚｎ２＋的测量［５］。
Ｒｏｎｇｈｕａ Ｙａｎｇ老师等报道了采用了卟啉组装的β－环糊精通过双发射荧光比率测定Ｚｎ２＋，同Ｚｎ２＋结合后６５６－ｎｍ波长强度减小６０６ ｎｍ波长强度增加［６］。
Ｃａｒｏｌｙｎ等发现了一系列双发色团的Ｚｎ２＋比率探针在可见光区被激发的荧光。
探针Ｃｏｕｍａｚｉｎ－１是由ｃｏｕ－ｍａｒｉｎ ３４３和ＺＰＡ－１两种荧光发色团通过酯化连接。
它本身是无荧光的，通过酯水解释放出发色团。
在４８８ｎｍ （ ｅｘｃ ＝ ４４５ ｎｍ） 同ＺＰＡ－１ 激发的５３４ ｎｍ （ ｅｘｃ ＝ ５０５ｎｍ）进行比率测量［７］。
Ｍａｒｕｙａｍａ Ｓ等合成了一系列Ｚｎ２＋比率探针ＺｎＡＦ－Ｒｓ，它是第一种可在生物体使用的比率测量的Ｚｎ２＋探针，可渗透细胞的Ｚｎ２＋比率探针，可通过数据Ｋｄ看其应用方面有合适的连接能力［８］。
Ｓｈａｗｎ等２００２年报道了［９］合成一系列Ｚｎ２＋比率探针，合成了ＲＦ－１（９－（ｏ－羰基苯基）－２－氯－６－［双（２－吡啶基甲基）氨基］－３－黄原胶，Ｒｈｏｄａｆｌｕｏｒ－１和ＲＦ－２。
探针的检测浓度为＜１ｎｍ。
在一定的ＰＨ条件下发散波长从５０７ｎｍ转移到５２９ｎｍ。
１．４ Ａｇ＋的荧光比率探针：Ａｇ＋可以和探针形成１∶２的配合键，引起激发态的强度变化，从而进行比率测量［１０］。
１．５ 其它阳离子比率探针： Ｚｈｅｎ－Ｃｈａｎｇ Ｗｅｎ等２００５年报道了用硫脲衍生物通过分子内质子传导机制（ＥＳＩＰＴ）同阳离子结合，进行双波长荧光比率测定［１１］。
２应用比率测量的阴离子探针：２．１ 氰离子比率测量探针：三种水溶性的荧光探针用于检测游离的氰离子，不同取代的探针ＤＳＰＢＡ（４－［４－Ｎ，Ｎ－二甲基－氨基］苯乙烯基－１－（ｘ－－硼酸基苯甲基）吡啶溴代物，其中ｘ＝２，３，４取代。
与氰离子螯合后荧光波长发生了移动，探针可以通过激发和发射荧光谱感知氰离子，并进行比率测量，可应用于氰离子的远程传感［１２］。
Ｒ．Ｂａｄａｇｕ等２００５年报道了［１３］合成数种硼酸化合物作为检测ＣＮ－的比率荧光探针，探针的设计通过不同的机理引发波长转移，激发态质子转移（ＣＴ），光致电子转移（ＰＥＴ），共振交换（ＲＩ）。
可在致命中毒浓度下限以下检测。
Ｒ．Ｂａｄａｇｕ等２００４年报道［１４］合成数种不同类型的ＢＡＱＢＡ化合物作为检测ＣＮ－的比率荧光探针，可在致命中毒浓度下限以下检测。
ＢＡＱＢＡ探针还可在复杂的生理背景下使用，如在葡萄糖，Ｃｌ－，果糖下背景下使用形成比率测量。
Ｒ．Ｂａｄａｇｕ等２００４年报道［１５］合成数种不同类型的ＢＭＯＱＢＡ化合物作为检测ＣＮ－的比率荧光探针。
２．２ 氯离子比率测量探针：Ｃｌ－比率荧光探针是拥有ＳＰＱ 发色团（Ｎ－取代 ６－甲氧基喹啉；激发谱为３５０ ｎｍ， 发射谱４５０ ｎｍ）和 Ｎ－取代 ６－氨基喹啉（ＡＱ） 发色团共同结合。
形成的Ｃｌ－双波８长比率测定探针。
与Ｃｌ－结合在３８０ ｎｍ和５４６ ｎｍ处响应。
２．３ 氟离子比率测量探针：Ｙｏｈｅｉ Ｋｕｂｏ等２００３年报道了新型荧光探针测定Ｆ－离子的荧光比率测定探针，三芳基硼烷－卟啉Ｔｒｉａｒｙｌｂｏｒａｎｅ－ Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ 同Ｆ－离子结合后会产生三个发散波长变化［１６］。
Ｒ．Ｂａｄａｇｕ等２００５年报道了［１７－１８］水溶性的喹啉和硼酸的ＢＡＱＢＡ化合物作为检测Ｆ－的比率荧光探针，探针表现出了波长转移，和荧光强度变化。
ＢＡＱＢＡ探针还可在复杂的生理背景下使用，如在５０ｍＭ葡萄糖，５０ｍＭＣｌ－，５ｍＭ果糖下使用形成比率测量。
３ｐＨ、极性、氧化性比率探针：３．１ ｐＨ检测的比率测量探针：应用于ｐＨ测量的比率测量探针主要有ＢＣＥＣＦ 和ＳＮＡＲＦ ＳＮＡＦＬ－２［１９］。
Ｒ．Ｂａｄａｇｕ等２００４年报道了［２０］水溶性的喹啉和硼酸的ＢＡＱＢＡ化合物Ｎ－（２－硼酸基苯甲基）－６－氨基喹啉溴代物作为ＰＨ响应的比率荧光探针，探针表现出了波长转移，和荧光强度变化。
ＢＡＱＢＡ探针同ＢＡＱ进行了比较，ＢＡＱＢＡ探针还可在复杂的生理背景模拟使用，形成比率测量。
荧光强度随ＰＨ增加在４５０ｎｍ升高在６５０ｎｍ降低。
Ｓａｎｄｒｉｎｅ Ｃｈａｒｉｅｒ在２００４年报道了［２１］探针化合物作为ＰＨ探测的荧光比率探针，检测范围在ＰＨ值３．４－９．１。
Ｋｅｒｍｉｓ ＨＲ等２００２年报道了８－羟基－１，３，６－三磺酸芘用于ＰＨ探测的荧光比率探针［２２］，在ＰＨ值６－９的条件下，在４０８ ｎｍ 到４６８ ｎｍ 激发５１５ ｎｍ发散，该探针是固定在树脂上的非加入的比率探针且响应迅速＜９ ｍｉｎ，该探针可用于封闭环境的比率检测。
Ｈａｎｓｏｎ ＧＴ等２００２年报道了不同的绿荧光蛋白（ＧＦＰ）用作ＰＨ探测的荧光比率探针［２３］。
该探针是可用于活体测量的探针，在ＰＨ值６－９的范围内，发射波长随ＰＨ的酸化，从绿色５１５ｎｍ转移到蓝色４６０ｎｍ。
极性比率探针：３．２ 极性比率测量探针：６－Ｎ，Ｎ－ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ－２，３－ｎａｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ （６ＤＭＮ）用于生物探针在５００－６００ ｎｍ处有激发荧光［２４］，并随着环境极性不同而改变。