荧光分子传感器信号输出方式

1、荧光分子传感器信号输出方式荧光分子传感器信号输出方式商贵芹商贵芹200425033主要内容：主要内容：l荧光分子传感器的组成荧光分子传感器的组成l传感器设计传感器设计l荧光信号输出方式：荧光信号输出方式： 比色荧光比色荧光 荧光强度的变化荧光强度的变化 荧光光谱移动荧光光谱移动 比率荧光比率荧光 excimer or exciplexFRETEIPTICT荧光分子传感器的基本组成：荧光分子传感器的基本组成：A Fluorescent Chromophore A Suitable LinkerA Binding UnitTargetTetrahedron Letters 45 (2004) 16

2、59-1662 Substrares传感器设计：传感器设计：如图：共价连接共价连接指示剂指示剂兼职形式兼职形式荧光强度的变化荧光强度的变化：l荧光增强荧光增强 （1）在原来峰位置增强在原来峰位置增强 （2）出现新峰且荧光增强）出现新峰且荧光增强(ICT、FRET、EIPT等等 ) （3）荧光回升）荧光回升(常见的常见的stop PET、FRET）Org. Lett. 2005; 7(1); 87-90 l荧光减弱或猝灭荧光减弱或猝灭 （1）重原子效应）重原子效应 （2）PET （3）FRET Sci.Technol.12. (2001 R53. )Org. Lett.; 2003; 5(12)

3、; 2083-2086ICT引起的光谱移动：引起的光谱移动：Donor AcceptorICT：实质是一种分子内近距离的共轭电子云的偏移：实质是一种分子内近距离的共轭电子云的偏移LUMOHOMOICT引起的光谱移动：引起的光谱移动：J. Am. Chem. Soc. 2005; 127(12); 4124-4125. Donor ：HOMOAcceptor：LUMODonor ：HOMOAcceptor：LUMODonor ：HOMOAcceptor：LUMO小结：小结：单一依靠单波长荧光强度或光谱变化的分子传感器的缺点单一依靠单波长荧光强度或光谱变化的分子传感器的缺点：（1）易受一些难以定量

4、的可变性因素干扰 例如：光漂白、传感分子浓度、微环境（极性、例如：光漂白、传感分子浓度、微环境（极性、 PH、温度、温度、 仪器、操作人员等）仪器、操作人员等）（2）难以实现精确测定 Org. Lett.; 2005; 7(5); 889-892 J. Am. Chem. Soc.; 2002; 124(8); 1653-1657.比率荧光：比率荧光： 同时记录两峰位的波长下同时记录两峰位的波长下If值并计算值并计算If，入入1/ If，入入2的值的值从而从而获得比单波长传感更准确的数据获得比单波长传感更准确的数据.u比率荧光的优点比率荧光的优点u 常见的几种比率荧光常见的几种比率荧光Chem

5、.Eur.J.2003,9,No.7 1479-1485 比率荧光的优点：比率荧光的优点：l克服了以上所述的缺点l能获得较精确的数据，甚至使精确定量成为可能l对外部环境及内部微环境可以进行内校正l更高的选择性和灵敏度Org. Lett.; 2005; 7(5); 889-892J. Am. Chem. Soc.; 2002; 124(8); 1653-1657.常见的几种比率荧光：常见的几种比率荧光：l目标物种结合诱导的monomer excimerlICT引起光谱移动的比率荧光lFRET引起光谱移动的比率荧光l两传感分子连用的比率荧光lPET引起的比率荧光lEIPT引起的比率荧光l其它J.

6、Am. Chem. Soc.;2003,125;8666-8671Org.lett.Vol.5,No.15,2003,2667-2670Chem.Eur.J.200410,3015-3025J. Am. Chem. Soc.; 2000; 122(1); 174-175.J. Am. Chem. Soc.; 2003;125;11458-11459J. Am. Chem. Soc.; 2003;125;16174-16175monomer excimer 型型 J. Am. Chem. Soc.1999; 121(40); 9463-9464. 传感P2O74-芘芘 J. Am. Chem.

7、Soc. 2003; 125(10); 2884-2885. 传感H2PO4-: Org.Lett.,Vol.4,No.4,2002;561-564传感Ag+:基于基于ICT型：型：Org. Lett.; (Communication); 2005; 7(5); 889-892. CuCu其它例子：其它例子：传感氟离子：Sensors and Actuators B 104 (2005) 103110R=Tetrahedron 60 (2004) 1110911115FRET引起光谱移动的比率荧光：引起光谱移动的比率荧光：J. Am. Chem. Soc. 2002; 124(8); 1653

8、-1657. 香豆素：香豆素：Donor荧光素：荧光素：Accetor磷酸二酶酯对时间的光谱响应图：对时间的光谱响应图：FRET引起的比率荧光其它文献：引起的比率荧光其它文献：lNature,1997,338,882-887lScience.1998,279,84-88lJ.Am.Chem.Soc.2002,124,14286-14287lChem.Eur.J.2003,9,N.7 1479-1495两传感分子连用的比率荧光两传感分子连用的比率荧光: J. Am . Chem. Soc.; 2005; 127(6); 1612-1613. The sensor system must meet

9、 the following criteria：lBoth 1 and 2 must show marked change in fluorescence upon complexation of Cd2+lligands 1 and 2 must form 1:1 complexes with each of the metal ionslthe binding affinity of 1 toward Cd2+ and Cu2+ has to be at least 2 orders of magnitude superior to that of 2lin an analogous manner, 1 should bind Cu2+ better than Cd2+ for the system to achieve a reliable discrimination between “on” and “off” states传感传感Cu2+的分子及谱图：的分子及谱图：总结：总结： 荧光分子传感器以其独特的优点吸引了众多荧光分子传感器以其独特的优点吸引了众多分析科学家的注意，而且取得了显著的成绩。分析科学家的注意，而且取得了显著的成绩。 但是，就目前的发展和研究来看