1.2荧光探针的定义
荧光探针是指荧光性质随所处环境的性质改变而灵敏地改变的荧光分子。受体定义为:受体有一部分是由共价键结构单元,其中相关部分跟离子和分子结合,形成超分子体系。现如今,荧光探针作为检测手段,可以对物质通过荧光响应的方法进行测定,具有很好的实际应用价值。
1.3常见荧光分子探针的结构
通常来讲,荧光分子探针主要由三部分构成,分别为识别基团(受体)、连接臂和荧光团[9]。识别基团顾名思义就是具有识别功能,它和具有发出荧光的荧光团通过连接臂连接,组成我们所需的荧光分子探针结构。
1.4荧光探针的类型
根据红外和紫外吸收不同,荧光探针的类型可以分开。荧光探针也可根据不同类型的发光体进行分类。例如:有机荧光探针和无机荧光探针。根据结构也可分为双分子探针和单分子荧光探针;按化学结构分为:苯系衍生物、萘系衍生物、吡啶衍生物、喹啉衍生物和苯并五元杂环类衍生物等[10]。
1.5荧光探针设计原理
根据分子探针的结构,大多数荧光探针由识别基团、荧光团和连接桥三部分组成:识别基团也是荧光探针的受体可以有选择性地于目标物种结合,能产生识别信息的有荧光团,连接臂是将识别基团和荧光团连接在一起,然后体现出的信息,用来传递识别信息。
1.6荧光探针的结构
1.6.1识别基团(受体)
识别基团用于快速识别目标物种的结构。识别基团在生物体的择性中起决定性作用,并决定探针的性质和性能。识别基团和要是识别的物质通过团相互作用如氢键和范德华力等相互作用,识别基团的广泛研究丰富了荧光的类型,使研究人员能够将识别基团用于自己的研究,从而能够设计出新的荧光探针。正是因为识别基团的不同为其提供无限的可能性荧光探针的设计,丰富了荧光探针的种类。
1.6.2荧光团
荧光团正如其名能发出荧光。研究者可根据发出的荧光信号,来探讨荧光探针的作用。探针的设计时可根据实际需求进行设计。正式由于荧光的特性,才有利于我们设计荧光探针,它作用于我们要检测的物质,发出我们想要的荧光,从而进行研究。常见的荧光团有:荧光素、卟啉、香豆素[11]、罗丹明[12]、蒽、萘酰亚胺[13]、蒽醌、二吡咯氟硼、偶氮类化合物、二苯乙烯、喹啉类化合物等。
1.6.3连接桥
连接桥顾名思义就是连接受体和荧光团的。连接桥将识别的信息传递给报告器,连接桥就是起到桥的作用,它分别将具有识别功能的识别基团和具有发荧光的荧光团连接一起,具有识别性能的识别基团和不同的荧光团表现出的特性不同。而不同的识别基团和相同的荧光团表现出的特性也不一样。即便用相同的识别基团和相同的荧光团连接它们的连接桥不同表现出,正是由于这些特性所设计的荧光探针的多样性,才会有很多科研者对探针有很大的研究热情。
1.7实验思路
近年来,荧光探针的合成是一个很热门的课题。由于它操作简便、选择性好、灵敏度高等优点受研究者们的热爱。荧光机理:喹啉具有一个强大的共轭体系,与Zn2+结合后,Zn2+与喹啉分子中未成键的n电子进行配位,其最高的占有轨道的基态由n轨道转变为π轨道,其对应的S1态从n、π*能层改变为π、π*能层,即电子受激发时容易产生自旋允许的π-π*跃迁,而不是自旋禁阻的n-π*跃迁,使化合物表现出较强的荧光。不仅如此,喹啉基衍生物的杂环氮原子能进行配位,同时具有识别和荧光功能。 Frederickson 等人首次合成的TSQ (6-甲氧基-8-甲苯磺酞胺基喹啉)探针被视为Zn2+荧光探针识别发展史上的转折点。它首先用Zn2+的荧光成像检测,应用于大脑及心脏中。基于喹啉类为母体的化合物在络合Zn2+之后,在吸收波长334nm和发射波长495nm处,表现出强且明显的荧光。此荧光探针经实验人员检测具有高选择性以及对细胞不具有毒害性,但此化合物并不成熟,存在很多局限性。水溶性较低且需紫外光进行激发。被广泛用于构造金属离子荧光分子探针最具有代表性的喹啉类衍生物是8-氨基喹啉(8-AQ)。喹啉及其衍生物分子结构上的氨基与N原子之间由于存在分子内氢键作用,在未络合金属离子时就可以产生较弱的荧光。但在络合金属离子之后,分子内的氢键被破坏,分子内电子转移过程被抑制,因此喹啉化合物及其衍生物会发出强烈的黄绿色荧光。而且更加重要的是,只有Zn2+和Ca2+才能破坏喹啉结构中分子内氢键,从而使荧光强度显著增强。因此与8-羟基喹啉相比,8-氨基喹啉更适合构造高选择性的金属荧光探针。 喹啉酰胺荧光探针的合成(2):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205539.html