每天都在汆肉中醒来青梅,他强把手指伸进我的下面,国产人妻人伦又粗又大爽歪歪口述

您當前所在位置：首頁 > 資訊信息 > 學術前沿

產品分類

熱銷試劑

新品上市

什么是熒光分子探針？具體有那幾種？

發布時間：2021-11-04 作者：axc 分享到：

熒光分子探針（Fluorescentprobe）是指利用熒光信號對被分析物進行識別，從而實現對被分析物定性或定量分析的一類分子。熒光分子探針通常包括三部分：熒光基團（Fluorophore）、連接基團（Spacer）、識別基團（Receptor）（圖1）。其中，熒光基團是指探針識別基團與被分析物作用后將熒光信號輸出的部分。通常好的熒光基團需具備以下幾點：較高的熒光量子產率，較大的斯托克斯位移，發射光譜位于長波長區。連接基團是指熒光基團和識別基團之間起到連接作用的部分。值得注意的是，有的探針并沒有明顯的連接基團。而識別基團是指與被分析物作用的部分，通常會與被分析物結合或進行一定的化學作用，如氫鍵、配位鍵、化學反應、靜電作用等，這些化學作用是引發熒光基團信號變化的開關。

熒光分子探針的響應機理在文獻中主要包括以下五種，下面詳細介紹了五種熒光分子探針的特性

一、光誘導電子轉移機理（Photo-inducedelectrontransfer，PET）

二、分子內電荷轉移機理（Intramolecularchargetransfer，ICT）

三、熒光共振能量轉移機理（Fluorescenceresonanceenergytransfer，FRET）

四、激發態-基態締合物/復合物機理（Excimer/Exciplex，Ex/Ex）

五、聚集誘導熒光機理（AggregationInducedEmission，AIE）

?光誘導電子轉移機理（PET）

光誘導電子轉移機理是設計熒光分子探針常用的響應機理，它可以分為a-PET型與d-PET型。其中，**的a-PET熒光分子探針是由給電子的受體（Receptor）通過連接基團與熒光團（Fluorophore）連接而成，由于識別基團的HOMO軌道能級位于熒光團HOMO與LUMO之間，當a-PET熒光分子探針的熒光團中較高占用軌道（HOMO）的電子受到激發，躍遷到分子較低未占用分子軌道（LUMO）時，識別基團的HOMO軌道上的電子便能夠很輕易的能轉移到熒光團的HOMO軌道上，從而導致熒光團LUMO軌道上的電子回不到原來的HOMO軌道上，導致熒光發生了猝滅，這是所謂的a-PET（acceptor-excitedPET）（如圖2a）。然而當待檢測分析物被加入后，識別基團能夠與被分析物發生化學反應，使供電能力下降，其HOMO軌道比熒光團的HOMO軌道低，從而導致PET過程受阻，熒光團的熒光恢復（如圖2b）。而d-PET熒光分子探針是指識別基團的LOMO軌道能級處于熒光團的HOMO與LUMO之間，當d-PET熒光分子探針的熒光團中較高占用軌道（HOMO）的電子受到激發，躍遷到分子較低未占用分子軌道（LUMO）時，隨后轉入識別基團的LUMO軌道，發生非輻射躍遷，導致熒光猝滅，即為d-PET（donor-excitedPET）（如圖2c）。然而當加入分析物后，識別基團與被分析物發生化學反應，供電能力下降，其LOMO軌道升高，從而導致PET過程受阻，熒光團的熒光恢復（如圖2b）。

圖2

?分子內電荷轉移機理（ICT）

熒光 ICT 效應

什么是熒光 ICT 效應
熒光ICT(Intramolecular Charge Transfer)效應是一種分子內電荷轉移現象，指的是當一個分子中存在著兩個或多個不同電子親和力的基團時，通過激發態和基態之間的電荷轉移，使得分子在不同環境下呈現出不同的發射顏色。這種效應廣泛應用于化學、物理、生物學等領域，并被廣泛研究和利用。

光 ICT效應的原理
熒光 ICT 效應的原理可以通過以下步驟來解釋:
在分子的基態中，電子處于低能級軌道上。當分子受到激發后，電子會躍遷1.
到高能級軌道上。
在高能級軌道上，分子中存在著兩個或多個不同電子親和力的基團。這些基團可以吸引或排斥電子。
當電子躍遷到高能級軌道上時，它們會與這些基團相互作用，并發生電荷轉移。
通過電荷轉移過程，分子內部形成了一個帶正電荷和帶負電荷的極性結構這種極性結構導致了不同的發射顏色。

分子內電荷轉移機理（ICI）是另一種用于設計熒光分子探針常用的響應機理（如圖3）。與PET機理不同的是，ICT是以熒光團、供電子基團（D）、吸電子基團（A）三者通過共軛連接形成的電子推-拉體系為基礎的。當用入射光對探針進行照射時，分子內的電子可以從電子給體向電子受體轉移，形成一個電荷分離穩態。而探針的識別基團與被分析物發生作用后，會改變電荷分離的程度，從而形成新的電子推-拉體系，改變熒光信號。通常，羥基、氨基等構成ICT類熒光分子探針的供電子基團，醛基、硝基、苯并噻唑等構成拉電子基團，它們通過共軛π鍵連接，當供電子基團的供電子能力增強或拉電子基團的拉電子能力增強時，探針的吸收光譜、發射光譜紅移，這是因為熒光分子探針的HOMO/LUMO能級差變小導致的。反之，熒光分子探針的HOMO/LUMO能級差變大，導致探針的吸收和發射光譜藍移。

圖3

?熒光共振能量轉移機理（FRET）

熒光共振能量轉移機理（Fluorescenceresonanceenergytransfer，FRET）是構建比率型熒光探針一種常用的形式[11]。能量供體（Donor）和能量受體（Acceptor）兩個不同的熒光基團構成熒光分子探針。隨著被分析物的加入，探針發生兩個不同發射光譜熒光強度的相對變化。通常，能量供體發射光譜和能量受體吸收光譜之間存在一定程度重疊，且兩者需要滿足一定距離時（一般小于10nm），FRET機理才能發生。用激光照射能量供體時，熒光能量從能量供體向受體轉移發生非輻射過程，產生受體熒光。影響熒光共振能量轉移的效率包括：能量供體的發射光譜與能量受體的吸收光譜重疊程度（一般大于30%）、能量供體與能量受體之間的距離（在1-10nm之間）、兩者躍遷偶極的相對取向。

圖4

?激發態-基態締合物/復合物機理（Excimer/Exciplex）

激發態-基態締合物/復合物是指兩個相同熒光基團的聚集體或不同熒光基團的聚集體。當兩個相同的熒光基團的距離相對接近時，其中一個熒光基團受到光的激發，從基態到激發態，與另外一個基態的熒光基團相互作用，激發態熒光基團發出熒光，形成激基締合物（Excimer）。單個熒光基團的發射光譜被激基締合物的熒光發射光譜取代，形成一個新的熒光發射峰，具有強而寬，長波長，無結構的特點。當兩個熒光基團不同時，則稱為激基復合物（exciplex）。激發態-基態締合物/復合物的形成需要具備一定的條件，**，距離是形成激基締合物/復合物的關鍵，兩個熒光基團的距離一般應該在3.5?以內。其次，熒光基團的電子云之間具有一定的重疊。熒光探針與被分析物作用后，導致熒光信號的變化（這是由于兩個熒光基團之間的距離發生變化）從而實現對分析物的檢測

圖5

?聚集誘導熒光機理（AIE）

2001年，發現硅雜環戊二烯（silole）衍生物在溶液狀態時幾乎不發光，而在形成固體或聚集態時熒光反而大大增強的現象，將此現象定義為聚集誘導發光效應（AggregationInducedEmission，AIE）

聚集誘導發光效應由于分子處于聚集態時排列整齊，分子間的規整度以及相互作用均增加，導致非輻射的能量轉移降低，導致聚集誘導發光效應現象的產生。AIE型熒光分子探針的檢測過程是通過與被分析物反應，導致探針分子的聚集或解離，從而產生熒光信號改變而實現的[6]。具有AIE性質的化合物從根本上克服了聚集導致熒光猝滅的難題，引起了研究學者的研究興趣，到目前為止，已經開發出了從藍光到紅光覆蓋整個可見波長范圍的AIE體系