当期目录

    2014年 第32卷 第1期    刊出日期:2014-01-15
    前言
    荧光化学传感专刊-前言
    田禾, 杨国强
    2014, 32(1):  1-2. 
    摘要 ( 469 )   HTML ()   PDF (546KB) ( 1471 )  
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    在2013年8月7日~10日召开的全国光化学会议期间,《影像科学与光化学》编委会召开了工作会议。在会上主编佟振合院士、名誉主编吴世康研究员和其他编委对本刊今后的发展进行了深入的讨论,提出了一系列具体的建议,其中包括在近期组织几个主题的特刊和专辑。鉴于我国研究人员在荧光探针和荧光传感方面的研究工作在国际上的影响,决定由我们负责组织“荧光化学传感”主题专辑。在向国内该领域内做出杰出工作的研究人员发出邀请后,得到了积极的响应。到目前为止,已经收到了十多篇综述论文和原始研究论文。将这些论文集成本专辑,以期能给相关研究领域的广大研究人员一个相对综合的展示,提供一个比较全面综合的参考,促进在荧光探针和荧光传感研究领域研究工作的深入开展。

    综述
    光扳机的工作原理及其应用
    林秋宁, 杨云龙, 方倩, 包春燕, 朱麟勇
    2014, 32(1):  3-27.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.003
    摘要 ( 1139 )   HTML ()   PDF (5236KB) ( 2391 )  
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    光控技术具有非物理接触和时空分辨等优势。光扳机分子是一类重要的光响应分子,它具有光激活、光剪切和光释放三大基本功能,是构筑光控材料的核心元件之一。随着光控技术的应用(尤其在生命领域)不断拓展,对光响应分子特别是光扳机分子提出了新的要求和挑战。本文重点介绍了典型的光扳机分子的种类、基本工作原理以及近年来光扳机分子在生物和材料领域中的应用研究进展。

    二芳乙烯荧光开关材料及其应用进展
    吕光磊, 刘克印, 孟路燕, 易涛
    2014, 32(1):  28-42.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.028
    摘要 ( 1207 )   HTML ()   PDF (5874KB) ( 2091 )  
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    二芳乙烯作为经典的光致变色体系,因本身具有热稳定性好、抗疲劳性强、响应时间快、量子产率高等优点,越来越受到研究者的重视。本文综述了近几年来作者课题组在光开关二芳乙烯化合物研究方面的一些进展,主要涉及二芳乙烯荧光开关材料在非破坏性读出、生物成像等方面的应用研究。

    六芳基联咪唑分子开关的研究进展
    龚文亮, 熊祖劲, 朱明强
    2014, 32(1):  43-59.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.043
    摘要 ( 1401 )   HTML ()   PDF (5164KB) ( 2046 )  
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    六芳基联咪唑(Hexaarylbiimidazole,HABI)的光致变色效应,是1960年Hayashi和Maeda在研究2,4,5-三苯基咪唑氧化时产生化学发光的过程中偶然发现的。作为一类新型光致变色分子,HABI同时具有光致变色、热致变色以及压致变色特性。其变色机理是光照打断HABI分子中两个咪唑环之间的C—N化学键,产生两分子三苯基咪唑自由基(triphenylimidazole radical,TPIR)。由于HABI在变色后形成的有色态(TPIR)褪色比较慢(半衰期τ1/2为几分钟到几十分钟),同时生成的自由基比较活泼,容易发生不可逆副反应,使得其作为光致变色材料的抗疲劳性较差。近十几年,Jiro Abe课题组提出桥联绑定两个三苯基咪唑的构想,使得HABI的光致变色逆反应的半衰期由数分钟降低到几十微秒,尤其是近期,改性后的HABI成功运用于实时全息成像,显示了HABI作为新型光致变色材料的美好前景。本课题组在前人研究基础上,将HBAI的光致变色效应发展成荧光分子开关,设计合成出具有荧光分子开关性能的HABI并加以优化,成功地运用于超分辨成像。基于HABI的荧光分子开关及其新兴光学应用有望成为分子开关研究的新热点。

    试卤灵类光学探针的研究进展
    李照, 马会民
    2014, 32(1):  60-68.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.060
    摘要 ( 1236 )   HTML ()   PDF (1030KB) ( 2075 )  
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    光学探针是指与目标物质发生反应(包括配位、包合和基团反应等)并引起光学(吸光、荧光或发光)性质的变化,基于这些变化从而可对目标物质进行分析与测定的一类特殊试剂。光学探针不仅能改善分析的灵敏度,而且能大幅度提高对样品的时空分辨能力,因此,长期以来一直受到人们的关注。试卤灵为一性能优良的荧光体,特别是其7-羟基的取代作用通常会封闭光信号;这一特性近年引起了人们的兴趣,并被广泛用于构建具有低背景光信号的新型探针。本文将综述试卤灵类光学探针的发展及其在蛋白酶、离子、活性氧物种分析方面的应用,包括探针分子的构筑、检测机理以及生物成像等方面的研究。

    DNA中甲基、羟甲基、醛基与羧基胞嘧啶的化学检测方法进展
    肖珩, 田沺, 周翔
    2014, 32(1):  69-83.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.069
    摘要 ( 1028 )   HTML ()   PDF (4641KB) ( 2125 )  
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    DNA甲基化作为一种十分重要的表观遗传修饰途径,在生物体生长发育过程中发挥着极为关键的作用。甲基胞嘧啶、羟甲基胞嘧啶、醛基胞嘧啶和羧基胞嘧啶是整个DNA甲基化和去甲基化过程中重要的中间体形式,它们的分布含量直接影响着DNA甲基化和去甲基化过程的动态平衡,进而影响着整个正常生理活动的进行。检测这些特殊胞嘧啶在表观遗传学上具有重要的意义。本文小结和综述了本课题组通过化学方法在甲基胞嘧啶、羟甲基胞嘧啶、醛基胞嘧啶和羧基胞嘧啶检测方面取得的最新研究进展。

    论文
    基于萘酰亚胺的Turn-on型Fe3+荧光探针
    殷丽艳, 陈甜甜, 朱维平
    2014, 32(1):  84-90.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.084
    摘要 ( 878 )   HTML ()   PDF (2037KB) ( 1901 )  
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    以萘酰亚胺作为荧光团,通过哌嗪与N-2-氯乙酰氨基喹啉反应得到基于PET原理的荧光增强型Fe3+探针。实验结果表明,在pH=6.46 的0.01 mol/L Tris-HCl(乙腈:水=4:1,V/V)溶液中,探针能选择性识别溶液中的Fe3+ ,荧光最大增强10倍,不受其他离子的干扰;同时将探针硅烷化修饰后,共价键联到硅胶颗粒上得到荧光增强型Fe3+传感材料,可以检测水溶液中的Fe3+,在2.0×10-5 ~1.4×10-4 mol/L Fe3+离子含量范围内,荧光强度呈良好的线性关系(R2 = 0.9023)。

    侧链连有二(2-(乙硫基)乙基)胺的双取代聚乙炔的合成及对Fe3+的识别研究
    黄艳芬, 黄驰, 李倩倩, 李振
    2014, 32(1):  91-97.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.091
    摘要 ( 886 )   HTML ()   PDF (2322KB) ( 1729 )  
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    本文通过高分子后功能化反应,制备出具有绿色荧光、侧链连有二(2-(乙硫基)乙基)胺基团的双取代聚乙炔P2,高分子P2对Fe3+具有高灵敏度、良好选择性的识别能力。将P2制作成试纸条,可以用于实际样品中铁离子的检测。

    基于Co/Zn的四面体笼状配合物对ATP选择性荧光识别
    焦扬, 严虞虞, 何成, 段春迎
    2014, 32(1):  98-105.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.098
    摘要 ( 802 )   HTML ()   PDF (1972KB) ( 1614 )  
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    金属有机笼状配合物因其独特的空间限域性、易组装、多功能化等特点,使其在选择性识别生物小分子时占有重要的优势。本文设计合成了具有高度对称性的有机配体H3L2,通过配位作用与过渡金属离子Zn/Co组装成金属有机笼状配合物Zn-L2/Co-L2。笼状配合物Zn-L2和Co-L2均为四面体构型,具有光学活性,为阳离子笼状配合物。以荧光为主要研究手段,对生物小分子核苷酸分子的识别作用进行研究,发现当与三磷酸腺苷ATP分子进行作用时,笼状配合物的荧光信号显著增强,实现了对ATP的选择性识别。

    基于花菁的硫醇近红外比率荧光探针
    朱东建, 江华
    2014, 32(1):  106-112.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.106
    摘要 ( 1345 )   HTML ()   PDF (1561KB) ( 1619 )  
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    本文设计合成了硫醇的近红外比率荧光探针CySS。CySS以七甲川花菁为荧光发色团,二硫键为硫醇的反应位点。通过对其性质和应用的详细深入研究,结果表明,探针分子CySS具有灵敏度高,选择性好,且不受pH影响等优点,并且能成功地应用到活细胞内硫醇的检测。

    基于吩嗪衍生物的荧光增强型氰离子探针
    杨林, 张潇, 瞿卫松, 花建丽
    2014, 32(1):  113-120.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.113
    摘要 ( 1536 )   HTML ()   PDF (16099KB) ( 10103 )  
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    针对氰根离子的强亲核反应性,设计并合成了一种以吩嗪为荧光团,吲哚磺酸作为吸电子基团和识别基团的反应型化学传感器PDSI。研究表明,具有强给电子能力的吩嗪和带正电荷的拉电子吲哚双键表现出很强的分子内电荷转移(ICT),当加入氰根离子后,由于双键被破坏,吲哚基团上氮原子的正电荷被中和,吸电子能力迅速降低,750 nm处的ICT吸收带吸光度相应下降,肉眼可明显观察到溶液体系的颜色由绿色逐渐变为淡黄色,实现了对氰根离子直观的颜色响应;同时吩嗪荧光团荧光恢复,在580 nm左右表现出20倍荧光增强;此外,化合物PDSI具有良好的选择性,其它阴离子对体系的吸收和荧光没有明显影响。PDSI对氰根离子的检出限达到0.02 μmol/L, 低于世界卫生组织及美国环保局规定的饮用水中氰化物含量上限0.02 ppm。

    pH值响应的共轭聚合物纳米粒子的制备、表征与细胞成像研究
    王建武, 朱春雷, 冯丽恒, 袁焕祥, 吕凤婷, 刘礼兵, 王树
    2014, 32(1):  121-130.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2014.01.121
    摘要 ( 1381 )   HTML ()   PDF (1699KB) ( 1983 )  
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    共轭聚合物纳米粒子(CPNs)因其高荧光亮度、低毒性、表面易修饰的特性,近年来在生物材料和生物医药领域备受关注。本论文中我们设计、合成了一种新的pH 值响应共轭聚合物(PFPA),并通过纳米沉淀方法制备了其纳米粒子。动态光散射实验表明PFPA纳米粒子在水中分散性较好,其粒径约为8 nm。 PFPA纳米粒子的最大吸收峰为379 nm,其摩尔吸光系数为2.1×106 L·mol -1·cm -1;另外该纳米粒子的荧光最大发射峰为422 nm,其荧光量子产率为35%。PFPA纳米粒子在汞灯(100瓦)照射下表现出较好的光稳定性,另外MTT实验表明其具有较低的细胞毒性。该纳米粒子具有pH响应的光学特性,并可以用于活细胞成像。PFPA纳米粒子在癌症诊断、药物与基因传递等方面具有潜在的应用价值。