双光子金属离子荧光探针的研究进展

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双光子技术在生物医学中的应用与研究进展

双光子技术在生物医学中的应用与研究进展

前 言 : 年 来 , 生 物 医 学 研 究 领 域 中 . 种 独 具 三 维 处 理 近 在 一
试 样 和 进 行 三 维 扫 描 。 保 证 照 明 波 长 在 荧 光 染 料 激 发 峰 值 波 如
长 两 倍 左 右 , 光 子 吸 收 可 忽 略 不 计 单
能 力 和 极 高 分 辨 本 领 的 技 术 — — 双 光 子 技 术 正 悄 然 显 示 出 其
料 , 它 们 凝 固 在 某 种 特 殊 种 类 的 离 子 上 时 . 会 改 变 它 们 的 当 就 光 谱 特性 。把这 些荧光 染 料注入 活 细胞 并通 过 大量 的测 量 , 可
而 在 双 光 子 激 发 情 形 下 . 采 用 温 和 的 红 外 或 近 红 外 光 如 :0 可 70 l 的 激 光 来 激 发 得 到 4 0l 的 荧 光 。这 样 避 免 紫 外 光 对 样 品 l m 5 m l 的 伤 害 和 使 用 紫 外 光 学 元 件 的 许 多 限 制 . 时 可 延 长 对 活 体 生 同 物 样 品 的 观 察 时 间 , 为 研 究 氨 基 酸 、 蛋 白 质 和 神 经 递 体 ( e r t n mie ) 提 供 了 独 特 而 重 要 的 方 法 。 双 光 子 技 术 与 n uor s t r a t 等 将 各 种 显 微 镜 技 术 相 结 合 , 生 物 医 学 领 域 的 应 用 中更 能 发 挥 其 在 潜 力 这 是 因 为 : 1 它 具 有 高 空 间 局 域 性 和 高 分 辨 率 ; 2 双 光 () () 子 荧 光远 离 激 发 波 长 , 免 了 激 发 光 对 荧 光 探 测 的 影 响 , 实 避 能 现 暗场 成像 . 且瑞 利散射 产 生 的背 景噪 声小 , 像 对 比度 高 ; 并 图 ( ) 点 以 外 不 发 生 漂 白现 象 ;4) 用 红 外 或 近 红 外 激 光 作 光 3焦 ( 可 源 , 外 光 在 生 物 组 织 中 的 穿 透 力 强 , 对 生 物 组 织 的 深 层 进 红 能 行 观 察 成 像

双光子探针原理

双光子探针原理

我今天讲解的文献题目是对生物组织中过氧化氢进行比率成像的一种双光子荧光探针。

背景知识:过氧化氢是活性氧族中的重要一员,活性氧族包括(超氧阴离子自由基、过氧氢自由基、羟基自由基、过氧自由基、单线态氧、次氯酸等)在生物组织的生理衰老及病理方面有着重要的作用。

但是超过细胞正常水平的过氧化氢会引起DNA损伤、突变以及遗传的不稳定性。

1.与其他探针作比较:主要讲了采用硼酸盐机理保护的探针对过氧化氢具有较高的选择性,并在细胞中稳定成像,但是这些探针大多用于单光子显微镜并要求短波长激发,以上这些都限制了它在深入组织中的成像的应用。

与单光子探针比较。

双光子显微镜比单光子显微镜具有穿透力强、定位激发以及延长观察时间等大量优点而在检测活细胞组织中的过氧化氢方面具有很好的应用前景。

2.探针设计要求:对过氧化氢高效的双光子探针应具有以下特点:在水溶液缓冲剂中具有足够大的溶解性、对过氧化氢具有较高的选择性、有较高的双光子活性横截面和在生物PH范围内有较稳定的光谱性质。

探针的合成:通过过氧萘引入含有硼酸基的氨基甲酸酯合成了AN1。

与过氧化氢相连的硼酸盐与缺电子的氨基甲酸酯分离会得到富电的AN1,引起更多红移荧光散射。

并在模拟生理环境下表征它的光学特性以及AN1的光学特性,而且PN1相对AN1发生了50nm的蓝移。

AN1相对PN1有较大的位移是因为更稳定的电荷转移激发前荧光团的形态包括给电子基和吸电子基。

荧光性能测定:PN1与过氧化氢的反应主要通过发射荧光和液相色谱-质谱仪检测,产物AN1是主要的荧光物。

其他性能测定:1然后我们估测PN1在双光子模式下对过氧化氢的探测能力。

2PN1要比其他活性氧类对过氧化氢有更高的选择性。

2接下来力图利用PN1做双光子探针来检测细胞环境里过氧化氢含量的变化。

为了进一步建立PN1在生物成像领域的应用,我们也做了这个新探针在检测活的组织中过氧化氢含量变化的能力。

结论:最后我们得出结论,我们研究的这种新型双光子探针PN1具有大的荧光活性面、对过氧化氢有一个很明显的有蓝变绿的一个颜色变化过程、对活性氧类具有较好的选择性、低细胞毒性、对生物活性体内PH的变化不敏感等优点。

双光子荧光

双光子荧光

双光子荧光显微成像由于兼具诸如近红外激发、暗场成像、避免荧光漂白和光致毒、定靶激发、高横向分辨率与纵向分辨率、降低生物组织吸光系数及降低组织自发荧光干扰等特点而显著地优于单光子荧光显微成像,为生命科学研究提供了更为锐利的工具.用于研究离子的含量及其对生理的影响、离子参与的生理活动机制、离子与分子的作用、特定分子的分布及其相互作用等方面的双光子荧光探针,是实现成像的关键.双光子荧光探针的研究旨在促进双光子荧光显微镜应用的发展,促进生命科学、医学科学的快速发展,同时也带动双光子荧光探针所隶属的化学这一学科的发展。

双光子荧光探针的研究进展

双光子荧光探针的研究进展

双光子荧光探针的研究进展双光子荧光探针是一种在生物医学研究中被广泛使用的技术。

与传统的单光子荧光探针相比,双光子荧光探针具有更高的空间分辨率、更深的穿透能力和更少的光散射。

在过去的几十年中,双光子荧光探针已经取得了许多重要的进展,对生物医学研究和临床应用具有重要意义。

一、双光子荧光探针的原理双光子荧光探针是利用两个红外光子几乎同时在一个分子上发生非线性吸收,使其产生可见光的荧光信号。

双光子荧光探针利用了红外光子有更好的穿透能力和较低的光散射的特点,使得荧光信号可以从较深的组织中传出。

双光子激发还具有更高的空间分辨率,可以减少背景杂散信号对成像质量的干扰。

二、双光子荧光探针的制备制备双光子荧光探针的方法主要分为两类:有机染料和量子点。

1.有机染料有机染料是最早被用于双光子荧光探针的材料。

有机染料分子需要具有高的吸收截面和荧光发射效率,以提高探针的灵敏度。

近年来,科学家们研究出了一些新型的有机染料,比如桥接染料和卟啉染料,来提高双光子探针的性能。

2.量子点量子点是由半导体材料制成的纳米颗粒,具有优异的光学和电学性质。

量子点荧光探针可以通过调控量子点的粒径和合成不同元素的复合量子点来实现不同颜色的荧光发射。

此外,量子点还具有较高的光稳定性和荧光发射寿命,使其成为优秀的双光子荧光探针材料。

三、双光子荧光探针的应用1.细胞成像2.组织工程3.药物输送四、双光子荧光探针的挑战与展望虽然双光子荧光探针在生物医学研究中具有广泛的应用潜力,但仍然存在一些挑战和问题需要解决。

1.荧光寿命短目前的双光子荧光探针的荧光发射寿命通常较短,这限制了探针的成像深度和时间分辨率。

因此,如何提高荧光寿命是一个需要解决的关键问题。

2.控制探针的自由扩散总之,双光子荧光探针是一种重要的生物医学成像技术,在细胞成像、组织工程和药物输送等领域具有广泛的应用潜力。

未来的研究应致力于提高荧光寿命和控制探针的自由扩散能力,以实现更精确、更深入、更准确的生物医学成像。

荧光探针研究新进展

荧光探针研究新进展

《生物工程进展》2000,Vol.20,No.2荧光探针研究新进展章晓波 徐 洵(国家海洋局第三海洋研究所,厦门 361005)摘要 自从Southern(1975)首次进行DNA探针杂交后,至今核酸分子杂交已成为分子生物学的最基本方法。

Matthews和Kricka[1]总结了各种杂交方法,将其归为两大类:一是异相杂交(hetero2 geneous assay)即固相杂交,目的核酸结合于不溶性支持物上;二是同相杂交(homogeneous assay)即液相杂交,一般同时使用两个探针。

为了检测杂交,寡核苷酸探针需要标记,探针的标记物有放射性同位素和非放射性标记物。

固相杂交常使用放射性同位素,荧光素是一种非放射性标记物,它能检测到的DNA浓度比吸收减色测定方法所需DNA浓度低100-1000倍[2],在同相杂交中广泛用于探针的标记。

最近,荧光探针研究获得了新的进展,Tyagi和Krammer(1996)建立了一种新的荧光探针-分子信标探针,并得到许多应用,我们实验室也开展了这方面的研究。

本文拟对荧光探针的研究进展作一综述。

关键词 荧光探针 分子信标探针 荧光PCR1 常规荧光探针固相杂交中,探针非特异结合于支持物表面,降低了灵敏度。

Heller等(1982)以及Heller和Morri2 son(1985)[3]最早进行了同相杂交试验,同相杂交不需支持物,减少了固定目的DNA及除去未杂交探针等操作。

他们的试验中使用了两个探针,这两个探针分别与目标DNA的两个相邻区域互补,第1探针在3′末端标记,第2探针在5′末端标记,根据标记物的光谱特性,使第1标记物为第2标记物的能量供体。

当探针与目标DNA杂交时,二探针彼此靠近,光吸收或化学反应激发供体标记物,通过能量转移引起受体标记物的激发,这样,第1标记物发射光的减少以及(或)第2标记物发射光的增加标志着目标DNA的存在。

后来Morris on等[3]扩展了这一方法,他们使用的两个探针互补且相应于目标DNA上同一碱基序列,一个探针在5′末端标记荧光素,另一互补探针在3′末端标记荧光素发射的淬灭剂芘丁酸(pyrenebutyrate)或磺基若丹明101(sulforhodamine101)。

双光子荧光探针研究及其应用

双光子荧光探针研究及其应用

双光子荧光探针研究及其应用
双光子荧光探针是一种基于双光子激发的荧光探针,它利用两个光子几乎同时地激发样品中的分子,从而实现高度局部化的激发和探测。

与传统的单光子激发相比,双光子激发具有更深入的组织穿透能力和更低的背景干扰,因此在生物医学研究和生命科学领域中得到广泛应用。

双光子荧光探针的研究主要集中在以下几个方面:
1. 荧光探针设计:研究如何设计具有高荧光量子产率和稳定性的双光子荧光探针,以提高探测的敏感性和精确性。

2. 生物成像:双光子荧光成像技术可以实现对生物体内深层组织的高分辨率三维成像,对于生物医学研究和临床诊断具有重要意义。

研究人员通过选择适当的荧光探针,可以实现对特定生物分子、细胞结构和功能的非侵入性成像。

3. 荧光传感:双光子荧光探针可用于检测和传感生物体内的特定分子、离子和信号分子。

通过设计合适的配体和荧光基团,可以实现对生物过程和环境变化的实时监测和定量分析。

4. 荧光光谱学:双光子荧光探针的荧光光谱特性研究对于了解其激发和发射机制、荧光量子产率和荧光寿命等参数具有重要意义,有助于提高探针的性能和应用效果。

双光子荧光探针在生物医学研究和临床应用中具有广泛的应用前景,包括癌症诊断、药物筛选、神经科学研究、组织工程等领域。

随着技术的不断发展和突破,双光子荧光探针
将进一步推动生命科学的进展,并为人类健康提供更好的解决方案。

双光子生物荧光探针的研究及光聚合机理的探讨

双光子生物荧光探针的研究及光聚合机理的探讨

双光子生物荧光探针的研究及光聚合机理的探讨
双光子生物荧光探针是一种在生物医学领域中应用广泛的荧光
探针。

它具有双光子激发能力,可以在低能量密度下激发荧光信号,因此可以减少样品受到伤害的风险。

同时,双光子生物荧光探针在深层组织成像中也具有优势。

双光子生物荧光探针的设计需要考虑到其分子结构的合理性、光稳定性、荧光强度等因素。

在设计过程中,可以采用分子对接、结构优化等方法来提高探针的性能。

此外,不同的生物体内部环境也会影响荧光探针的性能,因此需要对探针在体内的光学性能进行深入研究。

另外,光聚合机理也是双光子生物荧光探针研究的重要方向之一。

光聚合是指一种通过光引发物质分子之间的化学键结合的反应。

在双光子生物荧光探针中,光聚合可以提高探针的荧光强度和光稳定性。

通过研究光聚合机理,可以为设计更加优化的双光子生物荧光探针提供理论支持。

综上所述,双光子生物荧光探针的研究及光聚合机理的探讨是非常重要的。

这些研究将有助于开发更加优化的荧光探针,以满足生物医学领域中对高效、低毒、高稳定性荧光探针的需求。

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均二苯乙烯类双光子荧光探针的合成及对金属离子的识别

均二苯乙烯类双光子荧光探针的合成及对金属离子的识别
维普资讯
Vo . 9 12
20 0 8年 7月
高 等 学 校 化 学 学 报
CHEMI CAL J OURNAL OF C NES HI E UNI VERST ES II
No 7 .
15 3 2~1 5 35
均 二苯 乙烯 类双 光 子 荧光 探 针 的 合 成 及 对 金 属 离 子 的 识 别
12 合 . 成
12 1 化合 0 71 -4 2 0 —02 .
参照 文献 [ ] 7 方法 , 15 (. mo) 合物 1溶解在 T F中 , 冰浴冷 将 .6g36m 1化 H 在
基金项 目:国家 自然科学基金 ( 批准号 : 07 0 5 资助. 20 6 0 )
联系人简介: 李亚明 , , 男 博士 , 副教授 , 主要从事精细有机合成及分析工作. — a : a i l hm d teu c E m i y n i e . l .d . n l m g @t u
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N . o7
王富强等 :均二苯 乙烯类双光子 荧光探针 的合成及 对金 属 离子的识别
王 富强 , 李亚明 , 于海波 , 琚 , 刘 王秀娜 , 靳 烷, 张 蓉
( 连 理 工 大 学 精 细 化 工 国 家 重 点 实验 室 , 连 16 1 ) 大 大 10 2
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摘要
合成了以均二苯 乙烯 为荧光母体 , 一端 以 Ⅳ, 二甲基 , Ⅳ- 一端 以 7苯基 -- - 1氧杂4,0二硫 杂-- 1- 7氮杂环
十二烷 ( S 0) N 2 为受体的荧光探针 ( M S 0) 并 用 H N D N2 , MR等技术对其进行 了结构鉴定.通 过 x射线单 晶 衍射分析发现均二苯乙烯的 3个苯环非共平面 , 二面角分别为 2 .。 3 . 。 4 6 和 7 5 ;在加入金属离 子 A 和 z “ g n
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第2 4卷 第 4期
2 0定 01








ห้องสมุดไป่ตู้

Vo. 4 No 4 12 . NO . V 2 1 0O
l 1月
J UR A O S A D NG I S IU E O LG T N U T Y O N L F H N O N TT T F IH I D S R
离 子 同 时具 有 高 度 敏 感 性 , 择 性 , 选 水溶 性 好 的双 光 子 金 属 离 子 荧 光 探针 具 有 广 泛 的 应 用 前 景 , 光 子 荧 光 探 针 的 双
发展能有效的促进双光子显微镜的发展 , 促进生命与医学科学的发 展。
关 键 词 : 光 子 ; 光 探 针 ; 属 离 子 双 荧 金 中图 分 类 号 :6 12 O 2 .2 文 献 标 识 码 : A
i n fu r s e p o e we e r p re a d t e p lc to s o h in p o e i b oo i a s se we e o o e c nt r b r e o td, n h a p i ain f t e o r b s n il gc l y t m r l
Ab t a t T e e a e v ro smea o si r a im , ih h v p c a h so o ia u c in a d p a s r c : h r r a i u tlin n o g n s wh c a ea s e ilp y ilg c l n to n l ya f c i c li fu nc n l e p o e s s S ee to fme a o s b c me a h ttp c rt a n e e o i r c s e . o d t cin o tlinsha e o o o i .Re e t b c us i l f c nl y, e a e te e ctto v ln t so wo p oo u r s e tp o e a e lc td i h e r ifa e wh c e d t h x iain wa e e g h ft — h t n f o e c n r b r o a e n t e n a nr r d, i h l a o l mo e a a tg s t a t a f t e i ge p oo u r s e tp o e n trc a b o d a tn in.I h s r dv n a e h n h t o h sn l ・ h t n f o e c n r b a d a ta t r a t to l e n t i
摘要 : 生物体 内存 在着各种各样 的金属离子 , 它们有着特殊 的生理功能 , 并对生命过程起着 至关重要的影响 。对金 属离子的检测 已经成为一个热点问题 , 近年来 , 激发波长在 近红外 区的双光子荧 光探针 由于有着单 光子荧光探针 无法 比拟的优点 , 因而受到广泛 的关注 。文章 阐述了双光子荧 光探针 的优 点 , 以及金属离 子荧光探针 的结构特点 和探针与客体 的作用方式 , 分析 了探针在生物系统 中的应 用 , 最后展望 了此 类探针 的发展趋势 。开 发对特定金 属
rve tea vnae , es utrl rp re , em d fat nb te no j t n op o nm t ei h d a t s t t c a poets t o eo c o e e be d t —h t e l w, g h r u i h i w ca w o a
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Si c n nier g Sa dn stt o i t nut , nn20 5 , hn ) c neadE g e n ,hn ogI tu f g d sy J a 5 33 C ia e n i ni e L hI r i
Re e r h p o r s ft - h t n m e a o u r s e t p o e s a c r g e s o wo p o o t li n f o e c n r b l
HUANG o l,ZHANG a XI ix n Ba —i Xin, E Ru —i g
a ay e . a t t e d v lp n fs c r b swa r s e td T e e a e g o r s e t o e e o i g n l z d Atls , e eo me to u h p o e s p o p ce . h r r o d p o p c s fd v lp n h
文 章 编 号 : 0 - 8(00 0- 3- 1 4 20 21 )4 08 5 0 4 0 0
双 光 子 金 属 离 子 荧 光 探 针 的研 究 进 展
黄 宝丽 , 张献 , 谢瑞兴
( 东 轻 工 业 学 院 材 料 科 学 与 工 程 学 院 玻 璃 陶 瓷 省级 重点 实 验 室 , 东 济 南 20 5 ) 山 山 5 33
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