检测硫化氢分子的荧光探针

硫化氢（H₂S）是继一氧化碳和一氧化氮之后,第三种可在生命体内发挥生理作用的内源性气体信号分子。该气体分子在心血管和神经系统中担负着重要的生理病理调节作用。因此,选择性识别和高灵敏检测生物体内的H₂S具有十分重要的生物医学意义。在生物检测技术手段中,荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、对生物样品损伤小以及可实现实时原位检测等独特的优势,故应用荧光探针法检测细胞内H₂S浓度的变化是近年来研究热点之一。本文依据荧光探针与H₂S之间的化学反应类型,将近三年来所研发的H₂S荧光探针按照其母体荧光团进行分类和总结,综述了H₂S荧光探针的研究进展,概述了相关荧光探针的设计理念、检测机理及生物应用,探讨了探针的结构和性能之间的关系,最后展望了H₂S荧光探针的发展趋势和应用前景。     

荧光碳量子点的特性及检测巯基化合物的研究进展

巯基化合物是生物体内一类重要的抗氧剂,包括半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽等生物硫醇类化合物,在体内参与一系列典型的生化反应,有助于维持正常的生理功能,当含量异常会导致多种疾病.因此,定量检测巯基化合物在相关疾病研究和诊断方面具有重要的意义.目前,利用高选择性、高灵敏度的荧光探针检测巯基化合物已成为前沿课题之一.碳量子点(CDs)因具有优良的荧光稳定性、极好的生物相容性、耐光漂白以及易制备等优良的性能,作为一类荧光探针检测巯基化合物得到了广泛的应用.类似于其他纳米探针,当荧光CDs用于检测巯基化合物时,基于信号检测的竞争机制,引入猝灭剂和巯基化合物竞争性结合荧光碳量子点,由于巯基化合物的高亲和力和强亲核性,使荧光恢复.本文综述了碳量子点的制备和特性,以及在检测巯基化合物方面的研究进展.     

生物小分子巯基化合物荧光探针研究进展

细胞内的小分子巯基化合物在诸多生理过程中扮演重要角色.分子荧光探针具有灵敏度高、选择性好、生物相容性好、实时原位监测等优点.因此,构建可以选择性检测巯基化合物的荧光探针具有重要的生物学和医学意义.根据荧光探针与巯基化合物的反应类型总结了近几年来小分子巯基化合物荧光探针的设计策略和研究进展.     

检测活性氮物种的荧光探针

活性氮是一类具有高生物化学活性的含氮原子的化学物种。这类活性物种具有特殊的生理功能,并在生命体的生理和病理过程中起着至关重要的作用。因此,设计开发用于选择性识别和高灵敏检测生物体内的活性氮物种的技术具有十分重要的意义。荧光探针作为一种具有高灵敏度、高选择性、对生物样品损伤小的实时原位的可视化检测技术,为深入阐明活性氮物种在生理和病理过程中所起的作用提供了一个便利有效的检测手段,并已在检测活性氮物种领域中得到了广泛应用。活性氮物种荧光探针可以进一步阐述活性氮物种特殊的生理功能,提高人们对该类物种在细胞信号转导方面的认知。本文根据活性氮物种的种类对荧光探针进行了分类,详细介绍了近四年来用于检测活性氮物种的荧光探针的研究进展,主要探讨了探针的设计方法、荧光响应机制及其生物应用,并对探针的设计合成和应用前景进行了展望。     

次氯酸荧光探针的研究进展

次氯酸(HCl O)是生物体内重要的活性氧(ROS)之一,在人类免疫功能系统中扮演着重要的角色,有助于对入侵细菌和病原体进行破坏.然而,过量的次氯酸或次氯酸盐会导致组织损伤和一系列疾病,如动脉硬化、关节炎和癌症等.因此,快速、灵敏、选择性检测生物样品中的HCl O相当重要.近年来,由于具备操作简单、检测限低、低毒性、高灵敏度和高选择性等多种优势,荧光探针方法检测次氯酸的研究得到了快速发展.按照不同的荧光基团综述了近几年HCl O荧光探针的设计、合成与应用进展.     

活性羰基化合物荧光探针的研究进展

活性羰基化合物一直以来被人们称为致癌物和人类毒物,当其浓度升高时,会导致多种疾病,因此,设计开发用于选择性识别和高灵敏检测生物体内的活性羰基化合物的技术具有十分重要的意义.近年来,荧光探针具有操作简单、灵敏度高、选择性好,响应时间短以及能实现实时检测等优势,在活性羰基化合物及其他活性物种如活性氧、活性氮、次氯酸以及硫醇等物质的检测方面获得了快速发展.鉴于活性羰基化合物荧光探针综述方面的报道很少,从探针分子与待测物之间发生的反应类别进行归纳和总结,概括了甲醛、甲基乙二醛、丙二醛以及丙烯醛等活性羰基化合物的荧光探针,并从设计理念、识别机理以及应用等方面进行了描述,还对活性羰基化合物荧光探针的设计和应用前景提出了展望.     

酯酶荧光探针的研究现状与进展

酯酶是一类丝氨酸蛋白酶,在生物体内被用于催化许多含有酯、酰胺、硫酯或乙酰基的化合物的水解。在生物体内,酯酶不仅起着重要的生理事件调节功能,参与各类药物的水解或激活,而且还参与许多病理事件(如肝癌),这可能与它独特的解毒功能有着密切的关系。因此,开发新的、有效的酯酶检测平台对生物和医学研究具有重要意义。与传统手段相比,荧光探针具有灵敏度高、选择性好、响应迅速、成本低、操作方便等诸多优势。因此用荧光探针检测酯酶是个很好的选择。本文主要综述了检测酯酶荧光探针的研究现状及最新进展。     

硼酸及硼酸酯类过氧化氢荧光探针的最新研究进展

生物新陈代谢过程中产生的过氧化氢（H2O2）是生命活动所必需的,但是过量过氧化氢的存在可以引发多种疾病,因此对体内过氧化氢的检测具有重要意义.采用荧光探针法,借助激光共聚焦成像技术能够实现对活细胞和组织内的过氧化氢＂实时、可见、定量＂的检测,为深入阐明过氧化氢在生理和病理过程中所起的作用提供了一个重要手段.本文按荧光探针的结构分类,对近几年来以硼酸及硼酸酯基团作为荧光开关的具有高选择性和灵敏度的过氧化氢荧光探针进行了综述,主要探讨其设计思想、作用机制及应用,为过氧化氢探针的设计提供了新思路.     

反应型比例荧光探针检测多巴胺

多巴胺是一种重要的神经递质,可调控脑功能和人体的行为反应,因此对多巴胺浓度的检测是非常重要的.合成了基于芘的荧光探针羟基（米基）（芘-1-基）硼烷（HMPB）,能够在缓冲溶液中对多巴胺快速响应,并且在较低浓度下都有响应,同时具有很好的选择性.为生物体内检测多巴胺提供了一种潜在的高灵敏性、高选择性的检测方法.     

反应型次氯酸荧光探针

生物体内的次氯酸是氯离子和过氧化氢(H₂O₂)由髓过氧化物酶(MPO)催化生成的,是生物体内最重要的活性氧(ROS)之一,在生理过程中发挥了至关重要的作用。但是,过量的次氯酸会导致一系列生理疾病,因此有效的识别和检测次氯酸备受研究者们的青睐。与传统检测方法相比,荧光探针具有选择性好、灵敏度高、可实时监测等诸多优势,因此在近年来得到了快速发展。本文主要基于不同的荧光团,综述了近三年次氯酸荧光探针的研究进展及生物应用。     

肿瘤缺氧荧光探针的研究进展

缺氧是临床多种疾病共有的病理过程,研究缺氧的发生和发展规律,对恶性肿瘤及相关疾病的诊断具有重要的科学意义和应用价值.缺氧特异性荧光探针是指能对缺氧敏感物质进行选择性荧光检测进而评价相关体系缺氧状况的一类分析试剂,由于其检测的高灵敏性和高时空分辨能力,已成为研究热点之一.本文基于荧光探针检测肿瘤缺氧的不同反应机理,着重讨论了缺氧荧光探针的设计方法、检测机理及其生物应用,并对该类探针的发展趋势和应用前景进行了展望.     

生物硫醇荧光探针的研究进展

生物硫醇(包含半胱氨酸、高半胱氨酸和谷胱甘肽)在生命活动中扮演了重要的角色,其浓度的异常变化与某些疾病息息相关,因此对硫醇的检测具有重要意义.荧光探针因具有灵敏度高、时空分辨率好、无损伤、可视化等优势,在生物硫醇的检测方面得到了高度重视.利用硫醇在分子结构上的共同点(含巯基的氨基酸)和差异(分子大小、亲核性、空间位阻、细胞内含量),可通过迈克尔加成、亲核芳基取代、加成环化等反应实现对硫醇的选择性检测.综述了近3年来硫醇荧光探针领域的研究进展.首先介绍了对硫醇有选择性识别的荧光探针,随后分类讨论了对半胱氨酸、高半胱氨酸和谷胱甘肽各具有特异性检测的荧光探针,并重点介绍了分子设计、识别机理、荧光性质和成像应用,初步探讨了部分探针在监测细胞生命活动中的作用,同时还对本领域的发展提出了展望.     

一种基于铜配合物的高灵敏硫化氢荧光探针

作为继NO和CO之后的第三个气体信号分子,硫化氢在生物体内具有许多重要的生理功能,因此发展灵敏度高、选择性好的硫化氢荧光探针以实现其实时跟踪和检测成为研究的热点。本文利用NBD荧光配体构建了一个基于其铜配合物的硫化氢荧光探针。铜离子的荧光猝灭作用使得该配合物探针的荧光很弱,而Na2S(硫化氢供体)的加入可显著增强其荧光。研究表明其他阴离子对配合物探针的荧光影响很小,共存时也不会干扰探针对硫化氢的增强响应。研究认为S2-对铜离子(Cu2+)的高亲和能力促使配合物脱铜可能是其实现荧光增强识别的机制。该探针在1～20μmol·L-1的范围内对H2S具有线性响应能力,而且检测限可达到0.2μmol·L-1,是目前检测限较低的少数探针之一。     

选择性生物小分子硫醇荧光探针的研究进展

谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)作为生物体内含量较高的生物硫醇,在生物系统中起着重要作用。近年来,生物与环境样品中小分子生物硫醇的检测引起科学家们极大的兴趣,生物硫醇荧光探针和比色传感器得到快速发展。同时,作为更加精确的检测手段,选择性生物硫醇荧光探针的研究也得到了极大的关注。本文根据选择性生物硫醇荧光探针与生物硫醇的反应机理:醛基环化反应、丙烯酸酯加成环化反应、自然的化学连接反应、芳环取代重排反应和亲核加成-亲核取代反应,综述了近年来选择生物硫醇荧光探针的设计、合成与应用进展。     

有机巯基小分子生物荧光探针研究进展

生命体内许多重要的巯基小分子,如半胱氨酸(Cysteine,Cys)、同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)和还原谷胱甘肽(Glutathione,GSH)等,在维持生命体系中的氧化还原平衡发挥着重要作用。因此,定量检测和专一性识别巯基生物分子在生物医学研究中具有非常重要的意义。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受到广泛关注。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,在生命科学领域具有广阔的应用前景。介绍了有机单光子和双光子巯基小分子荧光探针的研究现状,同时展望了有机巯基小分子荧光探针未来的研究方向。     

检测活性氧物种的氧杂蒽类光学探针的研究进展

活性氧物种在维持生物体的生理功能方面发挥着重要的作用.高于正常水平的活性氧物种会损伤蛋白质、DNA等生物分子,进而导致疾病.因此,活性氧物种的高选择性、高灵敏度检测研究对疾病的预防、诊断和治疗均具有重要意义.荧光探针因具有分析灵敏度高、样品时空分辨能力强等特点,已在该方面获得了广泛的应用.其中,具有发射波长长,光稳定性好,荧光量子产率高等优点的氧杂蒽类荧光探针已成为检测活性氧物种的研究热点.本论文主要总结了近五年来应用于活性氧物种检测的氧杂蒽类荧光探针的研究进展与成像分析,归纳了不同活性氧物种的识别单元,并展望了此类探针的发展趋势与应用前景.     

核酸功能化稀土基纳米材料在生物检测中的应用

体内一些生物分子和离子的水平通常与细胞、组织、器官等结构和功能的变化相关,从而直接影响到疾病的预防、诊断和治疗,因此对体内这些物质的生物检测在医疗和健康领域具有重要的意义.基于稀土基纳米材料构建的纳米荧光探针具有灵敏度高、简单高效、抗干扰能力强等优点,在生物检测方面具有巨大的潜力.对稀土基纳米材料的核酸功能化能够进一步为纳米荧光探针提供更好的特异性识别能力和生物相容性,从而增强其在复杂样品中的生物检测能力.本综述总结了核酸功能化的稀土基纳米材料作为纳米荧光探针在生物检测领域的研究进展,简要介绍了其主要种类和性能、检测机理及检测物质,最后对该领域面临的挑战及未来的发展方向进行了展望.     

识别次氯酸的荧光探针

机体内的次氯酸(HClO)是由过氧化氢和氯离子在髓过氧化物酶(MPO)催化作用下产生。由于其在细胞的分化、迁移、传导和免疫等生理过程中起着非常重要的调控作用,因此对次氯酸的识别与检测有着非常重要的意义。荧光探针法具有灵敏度高、选择性好、检测限低、响应时间短、可视化检测和原位无损等优点,引起了科研工作者利用该方法对机体内次氯酸的研究兴趣。本文基于荧光探针与次氯酸的识别机制,主要综述了近三年用来识别次氯酸荧光探针研究进展。讨论了次氯酸荧光探针的设计策略、响应模式以及生物应用,并对次氯酸荧光探针的发展方向以及生物应用进行了展望。     

线粒体靶向的近红外HClO/ClO-荧光探针的研究进展

HClO/ClO-作为细胞质中一种重要的活性氧(ROS),源自线粒体,参与各种生理和病理过程,因此快速有效检测HClO/ClO-具有重要的生物学及生理学意义.荧光分析法因其灵敏度高、响应时间快、选择性高、成本低和操作简便等优点而备受关注.更重要的是,使用荧光探针可以在体外和体内可视化检测.近年来,为了研究HClO/Cl...     

检测活性氮/活性氧的分子荧光探针

活性氮和活性氧是具有强生物活性的化学物质.在人体细胞中,由于酶促或非酶促过程均可生成过氧化物,该物种的异常水平会引起氧化损伤与衰老和各种疾病,如心血管疾病、神经性疾病、阿尔茨海默病、帕金森病甚至癌症.因此,发展选择性识别和高灵敏度的分子荧光探针,实现活性氮或活性氧的有效检测具有重要意义.分子荧光探针检测法与成像技术具有灵敏度高、选择性强、损伤性小和细胞相容性好等优点,并在阐述活性氮和活性氧的病理生理过程中起到重要作用,在生物和医学等领域应用广泛.然而,由于活性氮和活性氧自身的特殊性而存在许多难题,例如反应活性高、存在周期短等一直困扰研究人员.着重综述了近年来发展的分子荧光探针用于活性氮和活性氧的检测及细胞成像工作的研究进展,提出进一步构建新型分子荧光探针用于活性氮和活性氧检测面临的挑战、未来发展方向及展望.