双光子用荧光染料
新型双光子荧光染料DMAHAS在人-鼠肝癌模型中的应用
中图 分 类号 ：７ ５ ３ Ｒ ３ ． 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６１０ （０ ０ ０ －３６０ １０ —７ ３ ２ １ ）６０ ８ －４
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｖ ｌＴｗｏ ｐ ｔ ｎ Ａｂ ｏ ｂ ｎｇ Ｆｌ ｒ ｓ ｅ ｅ ｉ ｐｌ ｔｏ ｆａ Ｎｏ ｅ ｃ － ｈｏ ｏ ｓ ｒ ｉ ｕｏ ｅ ｃ ｎｃ ｎ Ｈｕｍ ａ ｐ ｔｃ Ｃａ ｅ ｉｓ Ｘｅ ｏ ｒ ｆ ｉ ｅ Ｍ ｏ ｅ ｎ Ｈｅ ａ ｉ ｎｃ ｒ Ｃｅ ｌ ｎ ｇ ａ ｔ Ｍ ｃ ｄｌ
Ｄ ｉ— ｎ Ｂ Ｉ ｅ ｇｌ ｎ ，Ｚ Ａ Ｇ Ｊ ｇｐｎ ，Ｈ ｈ ｎ － ｎ Ｕ Ｘ ｕｍｉ ， Ａ ｎ —ａ ｇ Ｈ Ｎ ｉ —ｉｇ Ｕ Ｃ ｅ ｇ ｉ Ｚ ｉ ｎ ｊ
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性分析采用 ＭＴ 、 Ｙ 中性红 （ Ｒ） 考马斯亮蓝 （ Ｂ 和流式 细胞术 （ Ｃ 等方法 。Ｄ Ｈ Ｓ Ｎ 、 ｃ） Ｆ Ｍ） ＭＡ Ａ 标记肿瘤细胞 的体 内示 踪在人
肝癌模 型中进行 ， 切除的肿瘤异种移植物经荧光成像 和传统 的组织病理分析 。此 外 ， 我们 建立 了一种基于 Ｄ Ｈ Ｓ释放 ＭＡ Ａ 的细胞 毒性分析方法 。研究结果表 明 Ｄ Ｈ Ｓ ＨｅＧ ＭＡ Ａ 对 ｐ ２细胞无 明显毒性 ， 它显示 出对 活细胞很高 的穿透性和稳定 的细 胞质定 位。体 内细胞示踪实验 表明它是一种用于肿瘤示踪和荧光成像 的可靠探针。 关键词 ： 细胞毒性 ； 双光子吸收； 荧 光成像 ； 细胞毒 Ｔ细胞 ； 肝癌
生物物理化学研究中的新型光谱技术
生物物理化学研究中的新型光谱技术在生物领域，研究生物分子的结构与功能是至关重要的，这涉及到理解生命现象的本质和解决许多疾病的难题。
其中，光谱技术是一种常用的手段，通过观察光在物质中的相互作用，可以对物质的性质和构成进行分析。
近年来，随着光谱学技术的发展，新型的光谱技术在生物物理化学研究中逐渐得到应用。
一、双光子激发荧光技术双光子激发荧光技术（Two-Photon Excitation Fluorescence，TPEF）是一种新型的成像技术。
与传统的一光子荧光激发相比，TPEF可以减少样品的光损伤和热损伤，保护样品完整性，其应用范围也更加广泛。
TPEF基于非线性光学现象，当两束激光束交叉区域在空间和时间同时满足一定条件时，荧光染料分子才能受到能量的激发并发射光子。
通过其高分辨率和高对比度成像技术，TPEF非常适合分析生物分子、细胞结构和生物组织内部结构的细节。
二、拉曼光谱技术拉曼光谱技术可以通过激光束与样品之间的相互作用，实现对分子振动模的分析。
由于拉曼光谱是基于共振现象的非入侵性激光诊断技术，因此它可以无损地分析生命体系中复杂的分子结构，并揭示它们的振动特征。
此外，此技术在样品制备上要求比较宽松，可以对生物样品进行实时监测，成为生物科学领域常用的手段。
随着近代光学、电子学和计算机技术的不断发展，拉曼光谱技术在生物组分析领域已经有着广泛的应用。
拉曼光谱技术可以分析几乎任何种类的分子，并且对分析样品的要求很低，因此已经成为诊断和治疗肿瘤、病毒和细菌等重要疾病的重要手段。
三、荧光共振能量转移技术荧光共振能量转移（Fluorescence Resonance Energy Transfer，FRET）是利用荧光染料间的共振能量传递实现的一种研究生物分子交互及其信号传递的方法。
FRET是一种观察小分子间相互作用的重要工具，它可以在分子层面上探究细胞分子间的相互作用。
FRET技术基于荧光共振现象，即在受激发后，荧光体质子发生共振转移，从而引起发射体质子产生变化。
医学研究中的双光子成像技术应用
医学研究中的双光子成像技术应用双光子成像技术是一种现代医学研究中广泛应用的高分辨率成像技术。
它通过激光束激发样品内的染料或标记物的非线性光学效应并进行相机成像，从而实现对样品内深层组织的高清影像，具有无创、高分辨率、高灵敏度、高对比度和多样品标记等优势。
本文将重点介绍双光子成像技术在医学研究中的应用。
首先，双光子成像技术在神经系统研究中有着广泛的应用。
通过捕捉神经元之间的突触接触以及神经元内部的突触背景区域，可以观察到神经元的正常与异常连接情况，为神经疾病的研究提供了重要参考。
另外，双光子成像技术还可以实时监测神经元内部离子浓度的变化，对神经传递和神经介质的释放机制进行研究。
其次，双光子成像技术在肿瘤研究中也有很大的应用潜力。
双光子成像技术可以实时观察肿瘤细胞、微血管、淋巴管等的形态和功能变化，可以对肿瘤生长过程进行实时监测。
此外，双光子成像技术还可以通过标记荧光染料观察肿瘤细胞的分子信号、蛋白质的表达等，研究肿瘤的发生、发展和治疗机制，为肿瘤治疗提供指导和评估。
双光子成像技术在免疫学研究中也有重要应用。
通过标记免疫细胞，可以观察它们在体内的迁移、定位和相互作用，了解免疫细胞的免疫调节机制，有助于研究自身免疫疾病、感染病和肿瘤等疾病的发病机理。
此外，双光子成像技术还可以观察免疫细胞在炎症反应中的参与过程，研究免疫细胞与其他细胞的相互作用，为炎症相关疾病的治疗提供新的思路。
双光子成像技术在心血管研究中也有很大的应用前景。
通过标记血管壁和血栓形成相关分子，可以观察血管内的炎症反应、斑块形成和血栓形成等，为心血管疾病的诊断和治疗提供指导。
另外，通过对心肌细胞和心脏组织的实时成像，可以观察心脏的电生理活动和细胞结构变化，研究心脏的功能和病理生理过程。
除了以上几个方面，双光子成像技术还可以在许多其他领域中发挥作用。
例如，对器官移植的排斥反应进行研究，观察移植物和宿主之间的相互作用；观察骨骼细胞和骨骼组织的形态和功能变化，研究骨松的发生和治疗；观察皮肤细胞的代谢过程，研究皮肤病的治疗策略等等。
生命科学中的双光子激发成像技术应用研究
生命科学中的双光子激发成像技术应用研究双光子激发成像技术是一种非线性显微成像技术，广泛应用于生命科学领域。
它利用两个光子的双光子吸收过程，将样品中的荧光染料激发，实现高分辨率、无创伤的成像。
下面将介绍双光子激发成像技术在生命科学领域中的应用研究。
首先，双光子激发成像技术在体内活体成像方面具有很大优势。
传统的荧光显微镜成像一般需要透过对样品进行固定或者切片，导致无法直接观察活体内的生物过程。
而双光子激发成像技术通过使用近红外激光器，能够穿透组织并激发样品中的荧光染料，从而实现对体内活体细胞、组织、器官进行实时成像。
这对于研究生物发育、细胞动力学以及感染疾病的病理过程等都具有重要意义。
其次，双光子激发成像技术在神经科学研究中有着广泛的应用。
神经系统的复杂结构和活动是需要深入研究的领域，而双光子激发成像技术提供了一种非常有力的工具。
通过对神经元中特定荧光标记的成像，研究人员可以实时观察神经元的形态、连接关系以及活动。
利用双光子激发成像技术可以对神经元的电活动、突触传递等重要生理过程进行研究，有助于揭示神经网络的组织原理以及神经系统的功能。
此外，双光子激发成像技术也在生物组织工程和再生医学方面发挥了重要作用。
在组织工程中，研究人员可以利用该技术观察干细胞和生物材料在体内外的发育和分化过程，从而提高成体器官的再生效率。
在再生医学中，双光子激发成像技术可以用于观察细胞迁移、生长和分化等关键过程，帮助研究人员理解生物材料和细胞在体内环境中的相互作用，从而指导创伤修复和疾病治疗的设计。
总之，双光子激发成像技术在生命科学领域的应用研究非常广泛。
通过该技术的革新，我们能够更好地理解和揭示生物体内的结构和功能，比传统的成像技术具有更高的分辨率和深度。
随着技术的进一步发展和突破，双光子激发成像技术将为生命科学研究提供更多有力的工具和方法，有望深化我们对生命科学的认识。
有机染料CSPI的双光子吸收和上转换荧光性质
第28卷第4期2002年7月 光学技术OPT I CAL T ECHN IQU EVo l.28N o.4July 2002 文章编号:1002 1582(2002)04 037202有机染料CSPI 的双光子吸收和上转换荧光性质周广勇,王东,王筱梅,许心光,邵宗书,赵显,方奇,蒋民华(山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南 250100)摘 要:报道了一种有机染料T rans 4 [p carbazol 9 ylsty ryl]] N met hylpyr idinium io dide 的线性和非线性光学性质。
当用830nm 皮秒激光激发时,可以得到强烈的黄绿色上转换荧光,中心波长在538nm 附近。
该染料的双光子荧光寿命为95.6ps 。
测试了该染料在720~1050nm 的非线性透过率,并求出了该染料在上述波长时的双光子吸收截面。
双光子吸收最强在800nm,吸收截面为9.2 10-48cm 4 s/photon 。
关键词:双光子吸收截面;有机染料;上转换荧光中图分类号:T N 248.3 文献标识码:ATwo photon absorption and upconversion fluorescenceproperties of an organic dye CSPIZH OU Gu ang yong,WAN G Don g,WANG Xiao mei,XU Xin guang,SHAO Zon g shu ,ZHAO Xian ,FANG Qi,JIAN G Min hua(State Key L aboratory of Crystal Materials,Shandong U niversity,Jinan 250100,China)Abstract :T he linear and nonlinear optical propert ies of an new or ganic dye,T rans 4 [p carbazo l 9 y lstyr yl]] N methylpyridinium iodide(CSPI),are reported.Intense yello w green upconv ersion fluorescence w ith central w avelength located at 528nm can be obtained w hen pumped by using 830nm picosecond laser beam.T he lifetime of tw o photon fluorescence is mea sured to be 95.6ps.Nonlinear transmittance and two photon absor ption cross section at waveleng ths from 720to 1050nm are measured.T he strongest two photon absorption cross section is 9.2 10-48cm 4s/photon at 800nm.Key words:two photon absorpt ion cross section;org anic dye;upconv ersion fluorescence1 引 言具有大的双光子吸收截面的有机染料是目前材料合成和光电子领域的一个研究热点。
双光子激发荧光显微镜的操作指南
双光子激发荧光显微镜的操作指南引言：双光子激发荧光显微镜是一种先进的显微镜技术，可以在深部组织中实现高分辨率的成像。
本文将介绍双光子激发荧光显微镜的基本原理，以及如何正确操作该设备。
一、双光子激发荧光显微镜的基本原理双光子激发荧光显微镜利用两个红外光子通过非线性光学效应来激发样品中的荧光分子。
相比传统显微镜技术，它具有更大的穿透深度和更低的光伤害。
在进行操作前，我们需要了解设备的组成和原理。
1. 激光系统双光子激发荧光显微镜主要由激光系统、扫描器和探测器组成。
激光系统提供激发光源，通常采用飞秒激光器。
激光器的功率和波长需要根据不同实验需求进行调整。
2. 扫描器扫描器是用于控制光束在样品上的移动和聚焦的设备。
它由一个可调节的镜头和一个透镜组成。
通过调整扫描器的焦距和聚焦位置，可以实现高分辨率的成像。
3. 探测器探测器用于接收和记录荧光信号。
常见的探测器有光电倍增管（PMT）和光电二极管（APD）。
选择合适的探测器可以提高信噪比和灵敏度。
二、操作步骤正确使用双光子激发荧光显微镜需要遵循一系列操作步骤，以确保高质量的成像结果。
1. 样品制备首先，我们需要准备好待观察的样品。
样品必须具有较好的透明性，且荧光染料能与激发光相互作用。
在准备过程中，应注意保持样品的湿润和防止氧化。
2. 设定激发光源根据样品和实验需求，设定合适的激发光功率和波长。
过高的激发功率可能导致样品烧伤，而不足的激发功率可能无法产生荧光信号。
此外，还需注意避免激光直接照射眼睛，应佩戴适当的防护眼镜。
3. 调整扫描参数通过调整扫描器的位置和焦距，找到最佳成像条件。
在调整过程中，应注意避免扫描器和样品之间的碰撞，以防损坏设备或样品。
4. 选择合适的探测器根据实验需求和样品特性，选择合适的探测器。
PMT适用于强信号和较大的动态范围，而APD则具有高灵敏度和快速响应的特点。
5. 开始成像确定好各项参数后，可以开始进行成像。
在成像过程中，需要保持样品的稳定和定位准确，以避免图像模糊和偏移。
双光子显微镜原理
双光子显微镜原理双光子显微镜（Two-photon microscopy，TPM）是一种高分辨率、非侵入性的生物成像技术，被广泛应用于生命科学研究中。
它通过使用荧光标记的活体样品来获取图像，同时具有较深的组织穿透深度和较低的光毒性。
双光子显微镜基于双光子激发过程，它的原理与普通激光共聚焦显微镜（laser-scanning confocal microscopy，LSCM）有很大的不同。
在普通激光显微镜中，使用高能量光子来激发组织中的荧光标记，但这可能会引起细胞热损伤和光毒性。
而在双光子显微镜中，使用两个低能量光子同时激发样品中的荧光染料。
这两个光子的能量之和等于荧光染料分子能级间的能量差。
将两个光子同时聚焦于一个空间点上，光子的能量将被累加起来，从而激发荧光染料分子。
这种激发方式被称为双光子共振激发，只有在光子密度很高的情况下才会发生，因此只在焦点处发生激发，大量的光子不会散射到周围组织中。
这样就能够实现较深的确定性成像和较低的光毒性。
双光子显微镜的主要组成部分包括一个脉冲激光器、物镜、光学透镜和探测器。
脉冲激光器产生高能量脉冲激光，现在一般使用飞秒激光器。
这种激光器的输出光束非常稳定，能够提供高能量、窄脉冲和短脉冲宽度，以确保足够高的光子密度。
光束经过空间滤波后，由强度分束器将光束分为两个通道，一个用于成像，一个用于参考。
在成像通道中，光经过一个扫描镜扫描到样本，然后通过一个物镜成像到探测器上。
在参考通道中，光束通过一个参考物镜成像到探测器，用于校正样品的吸收和散射。
探测器可以是单光子计数器或光电倍增管。
在成像过程中，当荧光标记的分子受到双光子激发后，会发射荧光波长的光子。
这些光子被探测器捕获并转换为电信号，然后通过数据采集和图像处理系统得到最终的图像。
其次，双光子显微镜具有较低的光毒性。
由于激发光密度较低，光子与生物组织的相互作用减少，减少了光诱导损伤。
另外，双光子显微镜具有高空间和时间分辨率。
双光子DNA荧光探针的设计、合成及其在生物荧光成像中的应用的开题报告
双光子DNA荧光探针的设计、合成及其在生物荧光成像中的应用的开题报告一、研究背景生物荧光成像技术已经成为生命科学中不可或缺的手段，可以用于研究生物体内的生物分子、细胞行为和组织等各方面。
DNA是生物体内最基本的生物分子之一，在细胞进程和特定疾病的过程中扮演着至关重要的角色。
因此，DNA的荧光探针在生物荧光成像中具有广泛的应用前景。
双光子荧光成像技术是近年来发展迅速的一种新兴的生物成像技术，与传统的单光子激发荧光成像技术不同的是，双光子荧光成像技术可以深入样品内部进行图像采集，并且在生物体内可以有更好的光学穿透性。
因此，研究和设计双光子DNA荧光探针对于发展生物荧光成像技术具有重要意义。
二、研究内容本研究旨在设计合成一种新型的双光子DNA荧光探针，以应用于生物荧光成像中。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 挑选合适的双光子荧光染料。
在这一步骤中，需要从现有的双光子染料中选择一个具有高量子产率、好的荧光性质和低毒性的染料，用于设计双光子DNA荧光探针。
常见的双光子荧光染料有DAN、4-BCMU、4-IOP、DiOC等。
2. 合成DNA探针和双光子染料的结合物。
利用核酸化学方案，将DNA序列和双光子染料进行合成，从而获得双光子DNA荧光探针。
其中，探针的设计应注意其具有高选择性和灵敏度，并能够自由转换荧光信号。
3. 对双光子DNA荧光探针的荧光性质进行表征。
包括测定双光子DNA荧光探针的量子效率、荧光光谱、荧光寿命等参数，以及对其荧光性质进行比较分析。
4. 在体外以及体内的生物样品中进行双光子荧光成像实验。
在这个阶段，我们将对上述荧光探针进行细胞和组织的共同验证，在细胞和组织中对其荧光成像、转变和传递效果进行验证。
5. 最后，对于上述荧光探针进行应用前景的探索和研究，包括其在生物学，医学，环境科学等多个领域的应用前景进行探讨。
三、研究意义本研究通过设计合成一种新型的双光子DNA荧光探针，将会对生物荧光成像技术的发展做贡献，另外其有着良好的生物相容性和荧光成像能力，具有广阔的生物学、医学、环境等方面的应用前景，能够为生物分子检测及其它相关领域的研究提供新的可能。
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双光子用荧光染料
双光子荧光染料是一种特殊的光学染料，可以在双光子激发条件下发出荧光。
这种染料在生物学和医学领域有着广泛的应用，例如用于荧光显微镜、荧光寿命成像、荧光共振能量转移等技术中。
双光子荧光染料具有较深的组织穿透能力和较高的空间分辨率，因此在活体成像和体内成像中有广泛应用。
例如，可以用于标记细胞或组织中的特定分子、蛋白质或其他生物大分子，从而观察它们在生物体内的动态变化和功能。
此外，双光子荧光染料还可以用于制作光动力疗法药物，这些药物可以在特定波长的激光照射下产生单线态氧，从而杀伤肿瘤细胞或破坏病变组织。
需要注意的是，双光子荧光染料通常需要在特定的实验条件下使用，例如特定的激光波长和功率、特定的染料浓度和标记方式等。
因此，在使用双光子荧光染料时需要仔细选择和优化实验条件，以确保实验结果的准确性和可靠性。