近红外Ⅱ区有机荧光探针的构筑与生物成像研究进展

荧光成像技术凭借灵敏度高、特异性强和可实时成像等优点,被广泛应用于生物医学和疾病诊断等领域。近红外Ⅱ区(NIR-Ⅱ,1000~1700 nm)荧光成像技术,能够有效弥补可见光(390~780 nm)荧光成像过程中组织穿透性差、生物样品光吸收和自发荧光干扰、信噪比低等不足,提高荧光成像的灵敏度、分辨率和组织穿透度,极大推动了生物医学成像发展。目前,涌现出较多荧光成像技术,其中有机荧光探针凭借其生物兼容性好、毒性较低和廉价易得等突出优势受到越来越多关注。通过系统性概括近年来NIR-Ⅱ有机小分子荧光探针的研究进展,按识别对象和生物成像用途分类介绍其设计原理及生物应用,并对该类探针在疾病诊断和手术荧光示踪方面进行了探讨,为NIR-Ⅱ有机小分子荧光探针的未来发展奠定基础。

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。

基于小分子识别的光电化学传感器用于组氨酸检测

血清中组氨酸(His)水平异常变化可能与多种疾病相关,因此检测His具有重要的临床意义。光电化学(PEC)传感具有灵敏度高、操作简单、价格低廉和易于微型化等优点,是一种有潜力的临床检测手段。由于缺乏合适的识别机制,到目前为止PEC传感器用于His检测仍未见报道。本研究提出以小分子探针作为识别单元构建光电化学传感界面的方法,通过探针与His之间的特异性反应提高传感器的选择性。因此,构建的光电化学传感器具有较好的选择性、稳定性和重现性,可用于生物样品中His的定量检测。

生化探针技术

介绍了核酸探针、有机小分子探针和金属离子探针等生化探针技术的基本原理。

一种新型一氧化氮比率型近红外荧光探针的制备及应用

该文以邻苯二胺修饰的[c][1,2,5]噻二唑-5,6-二胺作为一氧化氮(NO)识别基团和电子受体,芴衍生物作为荧光基团和电子供体,合成了一种新型检测NO的近红外荧光探针。通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究探针分子的光谱学性质及检测NO的可行性。该探针与NO反应后生成苯并三氮唑结构,分子内电荷转移(ICT)效应加强,在近红外区的荧光明显增强。相较于传统的增强型或猝灭型NO荧光探针,该文制备的荧光探针通过比率计量荧光检测信号,实现了背景荧光低、抗干扰能力强的NO近红外荧光检测。该荧光探针受外界干扰小,且不与其他活性氧、活性氮反应,能够对不同浓度的NO产生快速、灵敏的荧光响应,对NO的检测线性范围为0~10μmol/L,检出限为28.88 nmol/L。选择性实验表明,该探针对NO的响应具有专一性和抗干扰性。该文制备的比率型荧光探针能实现NO近红外荧光分析和检测,具有背景荧光低、抗干扰能力强的优点,可用于生物样品中NO的检测。

高选择性亚硝酰氢荧光探针的合成及生物应用

以6-苯并-d-噻唑-2-萘酚为荧光母体和二苯基膦苯甲酸酯为HNO的特异性识别基团,设计合成了一种荧光增强型探针(BNB-HNO),该探针对HNO具有较好的选择性、抗干扰性、高灵敏性(LOD=54.6 nmol/L)以及响应迅速(反应时间<10 min)等优点;另外,BNB-HNO可以直接用于血清样品中HNO的定量检测和斑马鱼中外源性HNO的成像研究。证明BNB-HNO具有用于生物体系中HNO检测的潜力,是生物系统中HNO的理想"追踪器"。

有机小分子荧光探针检测核酸的研究进展

核酸(nucleic acids, NAs)是脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)的总称,它是许多核苷酸单体聚合成的生物大分子物质,在生命体的生长、发育和繁殖过程中起着至关重要的作用.随着荧光成像技术的发展,有机小分子荧光探针逐渐成为细胞、组织及活体内核酸识别以及可视化成像的有力工具.本文以识别核酸的有机小分子荧光探针的荧光母核为主线,对近年来(2000~2021)该类探针的研究进展进行了系统综述,并且对其设计思路、反应机理和生物应用进行了概括.最后,对未来有机小分子荧光探针识别核酸的研究领域进行了展望.

监测细胞微环境及活性分子的有机小分子荧光探针

有机分子荧光探针因其灵敏度高,特异性强,对生物大分子和微环境扰动较少,同时可实现实时动态跟踪监测生物体中微环境的变化以及活性分子,已成为生物传感和生物成像领域的强大工具。本文总结了生物体微环境中常见的活性分子以及用于监测这些活性分子的有机分子荧光探针设计策略,并列举了近几年用于监测生物体中微环境变化以及活性分子的有机分子荧光探针,同时对这些荧光探针灵敏地监测与人类疾病相关的活性分子及其潜在应用价值做了讨论。

基于小分子探针的硫化氢光电化学传感器

硫化氢(H_(2)S)作为有毒气体和气体神经递质,与人体健康息息相关,但对其进行高选择性的光电化学(PEC)检测仍是一个挑战。在此,我们报道了一种基于有机小分子探针的PEC传感器,利用小分子探针与目标物之间的特异性识别反应提高PEC传感器的选择性。在该传感器中,Bi_(2)S_(3)纳米颗粒作为光电活性材料,有机小分子探针p H_(2)S作为特异性识别单元,水溶液中的H_(2)S与p H_(2)S之间的特异性化学反应会引起p H_(2)S吸收光谱的改变,通过p H_(2)S与Bi_(2)S_(3)之间的竞争吸收调控PEC传感器的输出信号,从而实现对水溶液中H_(2)S的高选择性检测。在10~160μmol/L范围内,传感器的光电流响应与H_(2)S浓度呈良好的线性关系,检出限为4.9μmol/L。有机小分子探针的引入,有效保证了PEC检测的高选择性,为PEC传感器在复杂体系中的高选择性检测应用提供了新思路。