检测有机磷神经毒剂及模拟物的荧光探针

有机磷神经毒剂是一类具有极大杀伤力的化学毒剂,这类有机磷酸盐通过破坏人体内的神经递质乙酰胆碱酯酶麻痹人的中枢神经,很小的剂量就可致人死亡,因此对有机磷神经毒剂进行快速简便地检测具有重要意义。荧光化学传感具有灵敏度高、选择性好和响应时间短等优点,近些年来应用荧光传感方法对有机磷神经毒剂及其模拟物的检测越来越受到研究人员的关注。本篇综述对荧光传感的原理做了简要介绍,综述了近年来国内外研究者开发的各种用于有机磷神经毒剂及其模拟物检测的荧光新材料与新方法,并对荧光传感方法应用于有机磷神经毒剂检测的未来进行了展望。     

用于铁离子检测的荧光传感材料研究进展

准确、定量检测Fe~(3+)对环境保护和人类健康具有重要意义。目前,荧光传感材料广泛应用于分子传感、气体传感、环境监测等诸多领域。为了实现环境监测领域Fe~(3+)的快速响应、高灵敏和高选择性检测,研究者大力开发了各种新型荧光传感材料,本文重点介绍了金属有机骨架(MOFs)、荧光量子点(QDs)、金属纳米簇、荧光小分子和荧光聚合物等各种新型荧光材料在Fe~(3+)检测中的应用;分析了目前荧光传感材料研究中存在的问题和局限性并对其发展方向进行了展望。     

基于荧光寿命机理的光纤温度传感器研究

为了实现恶劣环境下温度的测量,设计了一种基于荧光寿命机理的光纤温度传感系统.温度传感系统选用415 nm LED作为光源,以稀土荧光材料Y2O2S:Eu作为温度敏感材料,通过探测放大器和信号采集模块测量了敏感材料的荧光寿命,并由荧光寿命与温度的单调关系最终实现了温度的测量.采用油浴加热的方法进行温度实验,实验结果表明,温度传感系统在25~80℃实现了温度的测量,分辨率为0.5℃.     

LDHs薄膜基纳米荧光传感器的制备及其研究进展

层状复合氢氧化物(LDHs)是一种层板金属元素和层间离子可调的无机层状材料,利用其独特的插层组装特性,基于静电、氢键、范德华力等相互作用力,功能性荧光客体分子可与LDHs纳米片复合构筑多功能荧光薄膜材料.LDHs薄膜基荧光材料用于荧光传感器,在有机挥发性气体(VOCs)、温度、压力、重要生物分子等的检测中显示了良好性能.本文总结了LDHs复合薄膜的制备方法以及近年来其在纳米荧光传感领域的进展,并对其未来发展做出了展望.     

基于有机硼酸的葡萄糖荧光传感器的研究进展

有机硼酸类荧光传感器可与二羟基化合物进行高亲和性且可逆地结合, 故可用于糖类传感和识别. 综述了近10年来选择性识别葡萄糖的有机硼酸类荧光传感器的研究进展.     

平面波导型荧光免疫传感器的制备与应用

研究了一种基于全内反射荧光和免疫检测原理的传感器系统,它可用于检测水环境中的有机污染物,如2,4-D、藻毒素等.本系统采用长波长的荧光染料Cy 5.5,以氦氖激光器作为激发光源,结合流动注射分析系统,能够快速方便地对传感基片上发生的免疫反应进行测定.本研究介绍了平面波导型荧光免疫传感器的检测原理、系统结构设计、传感基片的修饰、小分子配基的固定和系统测试结果.实验结果表明,系统具有很高的稳定性,对荧光染料的响应灵敏度可达1nmol/L;修饰后的传感基片基本不对蛋白产生非特异性吸附,而对不同浓度小分子配基抗体的响应符合Logistic方程;传感基片重复使用20个周期后,性能没有明显的下降.     

分子印迹荧光传感器研究进展

分子印迹技术是结合高分子化学、分析化学、材料科学等发展起来的一门边缘学科,是模拟受体-抗体相互作用的一种新技术。分子印迹荧光传感器结合了分子印迹聚合物的预定识别性和高选择性以及荧光检测的高灵敏性,成为传感领域的研究热点。本文主要介绍了分子印迹荧光传感器的研究进展,重点概述了分子印迹荧光传感器的制备原理、检测方式及其在有机小分子和离子检测中的应用,并对其发展前景进行了展望。     

基于有机小分子的焦磷酸根荧光探针研究进展

焦磷酸根(PPi)作为一种重要的生物功能阴离子在生命科学、环境科学、药物领域和化学过程等方面起着非常重要的作用.鉴于荧光分析具有操作简便、灵敏度高等突出优点,设计合成高效的PPi荧光探针成为近年来超分子化学研究的热点之一.综述了近年来PPi荧光识别与传感的多种设计策略与原理,主要包括基于荧光增强或淬灭型识别,激基缔合物识别,荧光指示剂置换,静电或氢键作用识别等.DPA-金属离子络合物,尤其是DPA-Zn2+络合物,作为识别基团对PPi有着显著的亲和性和选择性识别能力.DPA-Zn2+络合物与多种荧光团或者荧光指示剂组合而形成的化学传感体系已经被广泛应用于PPi荧光识别与传感.     

单颗粒荧光闪烁现象、机理与应用

荧光闪烁现象是指单个荧光生色团在稳定的激发光照射下,其荧光发射具有出乎意料的间歇性,即荧光强度在"亮态"和"暗态"之间随机、显著、频繁转换。这一现象首先在有机荧光分子、荧光蛋白和半导体量子点中被发现,随后的研究表明其在多种类型的荧光纳米材料中具有一定的普遍性。荧光闪烁现象极大地促进了人们对分子与半导体光物理过程的认识和理解,为荧光材料在生物传感与成像、光电器件等领域的深入应用带来了机遇和挑战。该文简要描述了荧光闪烁现象的主要特征和研究现状,系统介绍了其光物理机制。通过对几类典型材料荧光闪烁特性的综述,着重讨论了其在多个应用领域中的利与弊,并对今后的发展方向进行了展望。     

基于杂交链式反应和共价有机框架的新型荧光传感器用于ctDNA的高灵敏和选择性检测

共价有机框架是近年来发展起来的一种高度结晶的多孔聚合物,由有机单元连接形成。由于其优异的孔隙率,模块性,结晶性和生物相容性,在传感领域显示出良好的应用前景。本文开发了一种基于杂交链式反应 (HCR) 和共价有机框架的新型荧光传感平台,用于高灵敏的检测循环肿瘤DNA (ctDNA)。ctDNA可以作为HCR的激活剂,通过触发发夹1 (H1) 和发夹2 (H2) 的自主交叉打开,激活HCR形成延伸的有缺口的双链DNA,导致荧光信号的变化,从而实现ctDNA的定量检测。HCR产物和荧光信号分别采用琼脂糖凝胶电泳和荧光光谱进行表征。ctDNA浓度在0-10 nM范围内,ctDNA的浓度与荧光信号呈良好的线性关系,检测限为1.3 nM。该方法对ctDNA具有满意的选择性,并在人类血清样品中显示出良好的性能。该荧光传感平台为ctDNA的检测提供了新思路,在癌症早期诊断中显示出潜在的应用前景。     

两种不同光谱类型的R-藻红蛋白的荧光性质研究

红藻中的R-藻红蛋白(R-PE)依照其吸收光谱可分为两种不同的光谱类型,即“双峰型”和“三峰型”。本文通过对不同pH条件下的R-PE的荧光光谱及荧光寿命的研究,发现“三峰型”R-PE的pH稳定范围较“双峰型”R-PE大。在R-PE浓度对荧光光谱的影响实验中,随着蛋白浓度的增加,荧光峰位置逐渐红移。荧光寿命逐渐增大,荧光强度先行增加而后减弱。用碘离子对其荧光进行猝灭,随着碘离子浓度的增大,荧光强度逐渐降低,荧光寿命逐渐缩短,并服从Stem-Volmer规则。     

Laser-induced Fluorescence Spectroscopy of NiO between 510 and 650 nm

Laser-induced fluorescence excitation spectra of NiO have been recorded in the wavelength region of 510-650 nm under supersonic molecular beam conditions. More than fifty bands have been observed and rotationally analyzed to determine the molecular constants. The excited states exhibit highly irregular variations in terms of isotopic shifts, vibrational intervals, and rotational constants. Twenty-six bands attributed to [Ω=0, 1]-X3∑o transitions have been tentatively grouped into five vibrational progressions. Furthermore, dispersed fluorescence and lifetimes of the strong bands have also been measured.     

Correcting for Spectral Cross‐Talk in Dual‐Color Fluorescence Cross‐Correlation Spectroscopy

Dual‐color fluorescence cross‐correlation spectroscopy (dcFCCS) allows one to quantitatively assess the interactions of mobile molecules labeled with distinct fluorophores. The technique is widely applied to both reconstituted and live‐cell biological systems. A major drawback of dcFCCS is the risk of an artifactual false‐positive or overestimated cross‐correlation amplitude arising from spectral cross‐talk. Cross‐talk can be reduced or prevented by fast alternating excitation, but the technology is not easily implemented in standard commercial setups. An experimental strategy is devised that does not require specialized hardware and software for recognizing and correcting for cross‐talk in standard dcFCCS. The dependence of the cross‐talk on particle concentrations and brightnesses is quantitatively confirmed. Moreover, it is straightforward to quantitatively correct for cross‐talk using quickly accessible parameters, that is, the measured (apparent) fluorescence count rates and correlation amplitudes. Only the bleed‐through ratio needs to be determined in a calibration measurement. Finally, the limitations of cross‐talk correction and its influence on experimental error are explored.     

Circumvention of fluorophore photobleaching in fluorescence fluctuation experiments: a beam scanning approach.

Photobleaching is a fluorophore-damaging process that commonly afflicts single-molecule fluorescence studies. It becomes an especially severe problem in fluorescence fluctuation experiments when studying slowly diffusing particles. One way to circumvent this problem is to use beam scanning to decrease the residence time of the fluorophores in the excitation volume. We report a systematic study of the effects of circular beam scanning on the photobleaching of fluorescent particles as observed in single-photon excitation fluorescence fluctuation experiments. We start by deriving a simple expression relating the average detected fluorescence to the photobleaching cross section of the fluorophores. We then perform numerical calculations of the spatial distribution of fluorescent particles in order to understand under which conditions beam scanning can prevent the formation of a photobleaching hole. To support these predictions, we show experimental results obtained for large unilamellar vesicles containing a small amount of the fluorescent lipophilic tracer DiD. We establish the required scanning radius and frequency range in order to obtain sufficient reduction of the photobleaching effect for that system. From the detected increase in fluorescence upon increase in scanning speed, we estimate the photobleaching cross section of DiD.     

芳杂环推拉型大分子的多光子上转换荧光性质

用Wittig反应和Heck反应制备了2个新的芳杂环推-拉型荧光大分子聚[(2,5-二苯撑-1,3,4-噁二唑)-4,4'-乙烯撑-交替-N,N'-二(4-苯乙烯撑)]苯胺(P1)和聚[(2,5-二苯撑-1,3,4-噁二唑)-4,4'-乙烯撑-交替-N-乙基-3,6-咔唑乙烯撑](P2). P1和P2的分解温度分别为373和412 ℃, 热稳定性良好. 电化学性能用循环伏安法测定. P1和P2的最高占有分子轨道(HOMO)能级分别为-5.39和-5.81 eV, 最低未占有分子轨道(LUMO)能级分别为-2.81和-3.09 eV. 用飞秒Ti:Sapphire激光器测定了P1和P2的三光子和双光子上转换荧光光谱. 在1250 nm波长激发下, 在四氢呋喃溶液中P1和P2的三光子荧光发射峰分别位于510和491 nm. 在800 nm波长激发下, 在四氢呋喃溶液中P1和P2的双光子荧光发射峰分别位于511和495 nm. 在四氢呋喃溶液中大分子P1和P2单光子荧光发射峰分别位于503 和475 nm, P1和P2的荧光量子产率分别为0.80和0.31. 研究了多光子荧光发射过程的溶剂效应. 结果表明, 溶剂极性增大, P1和P2的多光子荧光发射波长明显红移.     

含羧基中药成分荧光标记方法的建立及优化

用荧光标记技术对含羧基类中药成分进行标记,探索中药成分荧光标记方法,提高其检测灵敏度、为中药药代动力学研究奠定基础。以荧光试剂8-氨基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(APTS)和绿原酸组成研究体系,对标记条件进行优化。反应体系中加入1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)与N-羟基丁二酰亚胺(NHS)可使衍生反应在室温下进行。APTS标记绿原酸的较优反应条件为:绿原酸与APTS的浓度比为1∶5,EDC的浓度为5 mmol/L,NHS的浓度为0.33 mmol/L。以0.1mol/L、pH5.50的NaH2PO4-Na2HPO4为缓冲溶液,绿原酸首先与EDC、NHS避光反应4 h,再与APTS反应4h,即可达到较好的标记效果。此标记方法操作简便,灵敏度高,可以用于含羧基类中药成分的荧光标记研究。     

中草药有效成分橙皮甙的固体表面延迟荧光法研究

本文以层析聚配角安膜为基质，用乙酸锂作增强剂，建立了测定痕量中草药有效成分橙皮甙的固体表面延荧光法。该法取样量少，线性范围宽，灵敏度高，操作简便快速。     

两种新型F-荧光化学传感器的合成及其性质研究

本文设计合成了N⁶-对甲苯磺酰胺腺嘌呤(I)和邻苯二对甲苯磺酰胺(Ⅱ)两种主体化合物.通过对其与阴离子物种之间相互作用的研究发现,它们在乙腈溶液中和Cl^-、Br^-、NO₃^-、NO₂^-、HSO₄^-、Ac^-、F^-几种阴离子相互作用时,仅对F^-具有专一的选择性识别作用.F^-离子可使I和Ⅱ主体的荧光吸收猝灭并发生红移.通过试验证明,F^-离子和I、Ⅱ主体的识别作用机理是因形成了激基缔合物.     

The use of naphthalene fluorescence probes to study the binding sites on cyclodextrin polymers formed from reaction of cyclodextrin monomers with epichlorohydrin

Three naphthalene-based fluorescence probes were used as guest molecules to study host/guest binding with cyclodextrin (CD) polymer hosts prepared by treating -,-, or -cyclodextrin monomers with epichlorohydrin. The fluorescence data indicate that the binding interaction is much stronger for the probes with the CD polymers than with the CD monomers. Moreover, the fluorophore binding site on the CD polymers is also more hydrophobic than that on the CD monomers. Fluorescence lifetime data from one of the bound probes (2-(N-methylanilino) naphthalene-6-sulfonic acid) suggest that more than one type of binding site may exist on the CD polymers with this probe. A comparison of fluorescence data using different molecular weight ranges of the CD polymers appear to rule out the possibility of a 12 host/guest complex, where the two CD units come from the same polymer chain.     

荧光共轭聚合物在生物大分子检测中的应用*

共轭聚合物因其具有π-电子体系及共轭离域结构,一般都具有优异的发光性能,其发光强度和发射波长会随被检测化合物结构的不同而发生特异性响应,特别是在与被检测物相互作用过程中所产生电荷和能量能够沿共轭分子链进行有效传递,成倍放大这种作用,从而有效提高了检测灵敏度,这比相应的小分子化合物更具有优越性。目前共轭聚合物已被用于开发新型化学、生物传感器,尤其是在生物分子检测方面的应用得到迅速的发展。本文总结了近年来荧光共轭聚合物在生物传感方面的研究进展,主要讨论共轭聚合物在蛋白质、核酸及毒素检测中的应用。