主族元素取代的罗丹明近红外荧光染料探针

近红外荧光染料探针因其信噪比高、组织穿透力强、对生物样品光损伤小等优势,在生物荧光成像领域备受瞩目.主族元素取代的罗丹明染料探针,不仅具有生物样品适用的近红外光谱性质,同时还保留了传统罗丹明的诸多优点,其中以硅原子取代的罗丹明分子中的氧原子而形成的硅基罗丹明染料探针最为突出.基于其优越的近红外光化学性质,硅基罗丹明染料探针已经广泛应用于生物样品的荧光识别成像.主族元素取代的罗丹明近红外荧光染料探针的发展,丰富了荧光染料探针的种类和数量,拓展了荧光染料探针的应用.本文综述了近年来主族元素取代的罗丹明染料的发展,主要探讨了探针的设计思路、荧光信号调控机制及其近红外成像应用.     

基于1,8-萘酰亚胺的多分析物荧光探针的构建和应用

生命受细胞内复杂的代谢过程控制。科学界正在进行的努力之一是研究和理解这些动态生化反应以及生物分子在维持生命中的作用。荧光探针具有操作简单、成本低、灵敏度高、可在活体中多通道和实时可视化等优点,已被广泛用于分析物在生理和病理过程中的可视化研究。然而,多数荧光探针只可响应单分析物,不适于复杂生物体系中多分析物的分析检测。近5年来,以1,8-萘酰亚胺为荧光报告基团的多分析物荧光探针在生物或环境领域得到了快速的发展。依据探针荧光发光机制,本文将其分为单发光机制(PET、ICT和FRET)、双发光机制(PET-ICT、PET-FRET和ICT-FRET等双机制协同作用)等方式,综述了国内外基于1,8-萘酰亚胺的多分析物荧光探针在设计策略、识别过程、光学性质和细胞成像等方面的新进展,并对此类荧光探针的发展趋势和挑战进行了展望。     

荧光探针在氰化物分析中的研究进展

氰化物极易与细胞色素氧化酶键合,抑制电子转移、导致组织缺氧,从而显示较强的毒性。荧光化学传感器作为简易、灵敏且可视化的方法广泛应用于氰化物的检测。本文对荧光探针在氰化物检测中的应用进行综述,概述了氰化物的毒性机制和荧光探针对氰化物的响应机理。同时,本文总结了荧光探针在水体、食品和生物组织中对氰化物的检测及生物成像中的应用,并对荧光探针在结构设计中如何提高生物兼容性和靶向性等进行了展望,以期为光化学探针分子的设计及应用提供理论与研究依据。     

蛋白质标记荧光探针的研究及其进展

蛋白质标记荧光探针在生物分析及蛋白质组学中的应用日益广泛,被用于在分子水平上分析和识别蛋白质,检测蛋白质复杂的构象变化及各项生理活动过程如蛋白质之间的相互作用等.本文评述了近年来该类探针的研究及进展,展望了其应用前景,引用文献63篇.     

罗丹明类阳离子荧光探针

罗丹明类荧光染料由于具有摩尔消光系数高、光稳定性好、荧光量子产率高、较长的激发波长和发射波长等优异的光物理和光化学性能,现已成为制备荧光探针的一种理想材料之一。本文综述了近5年来基于螺酰胺环"关-开"机理和荧光共振能量转移(FRET)机理的罗丹明类Cu2+、Hg2+、Fe3+、Cr3+等荧光探针的设计合成、性能及其在阳离子分析方面的研究,介绍了具有良好细胞膜渗透性以及对细胞无毒副作用的罗丹明类阳离子荧光探针在活体或活细胞中应用研究的最新进展,并展望了这类荧光探针的发展趋势与应用前景。     

官能化罗丹明基金属阳离子荧光探针

重金属离子对环境和生物体具有极强的生理毒性,故高选择性和高灵敏度的离子检测荧光探针的研究有着重要意义。荧光分子探针在表达分子间识别行为以及复杂的环境、生命体系的内状态信息方面具有优异的性能,已广泛深入的用于构建新型功能性探针分子。本文综述了近年来基于罗丹明的金属阳离子如Hg₂₊、Cu₂₊、Fe₃₊等荧光分子探针的研究进展,包括探针的结构特征、检测机理、检测水平,更重要的是其在环境检测、生物成像、分子器件等方面的新应用,并对荧光探针所面临的问题和发展前景做了分析。     

近红外荧光探针及其在生物分析中的应用进展

本文评述了自1999年以来近红外荧光探针和标记试剂及其在生物分析中的应用进展。包括:菁染料、噻嗪和噁嗪染料、含四吡咯基团染料(酞菁和卟啉)、罗丹明类、BODIPY、稀土离子配合物和量子点等。描述了它们在荧光测定和毛细管分离荧光检测以及免疫荧光分析方面的应用。引用文献75篇。     

罗丹明类阳离子荧光探针研究进展*

罗丹明类荧光染料由于具有摩尔消光系数高、光稳定性好、荧光量子产率高、较长的激发波长和发射波长等优异的光物理和光化学性能,现已成为制备荧光探针的一种理想材料之一。本文综述了近5年来基于螺酰胺环“关-开”机理和荧光共振能量转移（FRET）机理的罗丹明类Cu²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺等荧光探针的设计合成、性能及其在阳离子分析方面的研究。介绍了具有良好细胞膜渗透性以及对细胞无毒副作用的罗丹明类阳离子荧光探针在活体或活细胞中应用研究的最新进展。并展望了这类荧光探针的发展趋势与应用前景。     

荧光成像在生物分析中的应用

荧光显微镜与荧光光谱仪耦合系统可获取显微荧光成像及微区荧光光谱、荧光寿命的测定信息,广泛应用于细胞、组织中蛋白质的结构功能分析,核酸的识别检测,金属离子、自由基的定量测定,以及纳米生物探针的研制等生物分析研究的热点领域。本文引用文献46篇,综述了荧光成像在生物分析中的应用新进展。     

基于硅杂蒽类染料的荧光探针及其应用

近年来,荧光成像技术为人们研究活体细胞及组织内的化学生物学过程提供了有效的研究工具,可以无损、实时、原位地以高时空分辨率实现对目标物进行生物荧光成像与分析。荧光成像技术在生物学、环境监测、临床诊断和药物发现等诸多研究领域发挥着越来越重要的作用。生物荧光成像技术的最新进展对发展新型小分子荧光染料及探针提出了更高的要求。激发和发射波长位于近红外光区（600~900 nm）的荧光染料及探针由于具有光毒性低、生物分子自发荧光干扰小、光散射低、组织穿透能力强等优点,非常适合用于生物荧光成像领域。通过将罗丹明分子中O桥原子用Si代替,得到了一类新型的探针分子--硅杂蒽类荧光探针。这类染料分子在保留了氧杂蒽荧光染料优越的光学性质的同时,光谱发生明显红移,满足了近红外荧光检测的要求,具有良好的生物相容性。本文综述了近年来基于硅杂蒽及其衍生物荧光探针的合成及在金属离子、pH值、小分子、生物酶等检测方面的研究进展,并且简要阐述了基于硅杂蒽类探针分子的识别检测机理以及其在生物成像等方面的应用。     

TICT based fluorescent probe with excellent photostability for real-time and long-term imaging of lipid droplets

Lipid droplets (LDs) are dynamic organelles and involve in various physiological processes by regulation of the storage and metabolism of lipid molecules. The real-time and long-term imaging of LDs’ distribution and movement is critical for investigation of their biological functions. However, current LDs-targeted fluorescent probes suffer from low photostability and high background noise. To tackle these challenges, we herein reported that the red-emissive fluorescent probe DCQTB with twisted intramolecular charge transfer (TICT) characteristics can be used for wash-free imaging of LDs with advantages of fast cell penetration ability, high specificity, excellent photostability, and low phototoxicity. This LDs-specific fluorescent probe is thus promising for investigation of the biological functions of LDs.     

量子点在分析检测中的应用进展

量子点是一类粒径在纳米尺度的荧光材料,因其独特而优良的光学性质已在化学、生物和医学的研究及应用方面取得了很大进展。本文综述了近年来量子点在重金属离子和有机分子的定量分析、药物分析以及生命分析等领域的应用进展。     

从生物有机化学到化学生物学

生物体系中的发现一直是与小分子连系在一起的.生物有机化学是生物学和有机化学相互交叉发展起来的新领域,特别是小分子与蛋白结合后引起蛋白功能变化的研究如抑制作用和活化.化学生物学和结构多样性有机合成使系统研究生物学成为可能,人工转录因子可以用作探针来发现生命过程中新的奥秘.     

The use of a detectable,mass-spectrometry-cleavable linker for quality control on an addressable microelectrode array

The synthesis, site-selective placement, and TOF-SIMS cleavage properties of a new, fluorescent linker for attaching molecules to a microelectrode array are reported. The linker was developed to provide a handle for quality control assessment of the microelectrode arrays being used to probe the binding of molecular libraries with biological receptors.     

荧光碳点探针的合成、性质及其在生物成像中的应用

荧光碳点探针是近几年来发展起来的一种新型荧光探针，具有传统有机染料、荧光染色蛋白及一般荧光纳米材料无法比拟的独特优势，如具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化、抗光漂白性、可调谐和生物相容性等优异性能，因而引起研究者的广泛关注。目前已发展水热法等近十种较为经济便捷的方法，可进行大规模的荧光碳点制备，在细胞功能研究及细胞表面和内部功能分子的探测、组织的成像、病菌的定位等方面得到了较为广泛的应用。笔者对近年来荧光碳点的合成方法、依赖于碳点尺寸和波长等性质的发光性能，以及荧光碳点在生物成像等方面的应用作一简要综述，并对其在药用植物病理方面的应用提出展望，期望为丰富荧光碳点在生物成像领域的应用提供一定的借鉴和参考。     

In Cellulo Generation of Fluorescent Probes for Live-Cell Imaging of Cylooxygenase-2

Live-cell imaging with fluorescent probes is an essential tool in chemical biology to visualize the dynamics of biological processes in real-time. Intracellular disease biomarker imaging remains a formidable challenge due to the intrinsic limitations of conventional fluorescent probes and the complex nature of cells. This work reports the in cellulo assembly of a fluorescent probe to image cyclooxygenase-2 (COX-2). We developed celecoxib-azide derivative 14 , possessing favorable biophysical properties and excellent COX-2 selectivity profile. In cellulo strain-promoted fluorogenic click chemistry of COX-2-engaged compound 14 with non/weakly-fluorescent compounds 11 and 17 formed fluorescent probes 15 and 18 for the detection of COX-2 in living cells. Competitive binding studies, biophysical, and comprehensive computational analyses were used to describe protein-ligand interactions. The reported new chemical toolbox enables precise visualization and tracking of COX-2 in live cells with superior sensitivity in the visible range.     

近红外荧光探针检测金属离子、小分子和生物大分子

荧光探针技术是近年来发展迅速的一种荧光分析方法,具有灵敏度高、选择性好、操作简便和响应迅速等特点,受到环境及生命科学领域的青睐。随着荧光探针技术的发展,近红外一区荧光探针由于具有发射波长长(600~900 nm)、对细胞损伤小、组织穿透性强和自发荧光背景低等优点,被广泛应用于细胞、组织等复杂生物体系中生物分子的检测、示踪及成像。本文评述了近年来(2016~2020年)近红外荧光探针对金属离子(Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Fe³⁺)、生物小分子(Cys、N₂H₄、H₂S、H₂O₂)与生物大分子(亮氨酸氨基肽酶、β-半乳糖苷酶)等重要生物分子的检测及成像的研究进展,讨论了该类探针在细胞及活体的分析应用,并对近红外荧光探针的前景进行了展望。     

A Native‐Chemical‐Ligation‐Mechanism‐Based Ratiometric Fluorescent Probe for Aminothiols

Thiol‐containing amino acids (aminothiols) such as cysteine (Cys) and homocysteine (Hcy) play a key role in various biological processes including maintaining the homeostasis of biological thiols. However, abnormal levels of aminothiols are associated with a variety of diseases. The native chemical ligation (NCL) reaction has attracted great attention in the fields of chemistry and biology. NCL of peptide segments involves cascade reactions between a peptide‐α‐thioester and an N‐terminal cysteine peptide. In this work, we employed the NCL reaction mechanism to formulate a Förster resonance energy transfer (FRET) strategy for the design of ratiometric fluorescent probes that were selective toward aminothiols. On the basis of this new strategy, the ratiometric fluorescent probe 1 for aminothiols was judiciously designed. The new probe is highly selective toward aminothiols over other thiols and exhibits a very large variation (up to 160‐fold) in its fluorescence ratio (I₄₅₈/I₆₀₃). The new fluorescent probe is capable of ratiometric detection of aminothiols in newborn calf and human serum samples and is also suitable for ratiometric fluorescent imaging of aminothiols in living cells.     

Synthesis and characterization of a macrocyclic near-infrared optical scaffold

Macrocyclization of a bioactive peptide with a bifunctional near-infrared fluorescent optical probe gives a compound that retained the receptor binding affinity of the peptide and the photophysical properties of the optical probe. The robust nature of the new compound provides a structural framework for optimizing the activity of bioactive molecules and for monitoring chemical or biological processes in vivo and in vitro by near-infrared optical methods.