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论文编号 201212-318
论文题目 跨键能量转移(TBET)用于构建高效比率型荧光探针
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跨键能量转移(TBET)用于构建高效比率型荧光探针

首发时间:2012-12-14

龚毅君 1   

龚毅君(1984-),男,在读研究生,主要研究方向为荧光化学传感器。

张翠翠 1   

张翠翠(1989-),女,在读研究生,主要研究方向为荧光化学传感器。

骆爱丽 1   

骆爱丽(1988-),女,在读研究生,主要研究方向为荧光化学传感器。

张晓兵 1   

张晓兵(1971-),男,教授,主要研究方向为新型有机小分子荧光探针的设计与合成以及荧光生物探针在生物分析中的应用。

  • 1、湖南大学化学化工学院,化学生物传感与计量学国家重点实验室,长沙 410082

摘要:目前荧光共振能量转移(FRET)已经被广泛应用于设计比率型荧光成像探针。然而,为了提高能量转移效率,FRET体系需要给体的发射光谱和受体的激发光谱有足够的波谱重叠,这大大的限制了其用于双通道荧光成像的分辨率。跨键能量转移(Through Bond Energy Transfer,TBET)体系则对光谱重叠没有需求,并能提供较大的发射光波谱位移,相对于经典的FRET体系有着更高的能量转移效率,因此该体系很适合构建高分辨比率型荧光探针并用于生物成像研究。本文选取Hg2+作为被分析物,设计了TBET探针CR。实验结果表明CR探针有较大的发射光谱位移(约110nm)及很高的能量转移效率,这些优越的性质非常适合于高灵敏检测汞离子,检测限可达7 nM。同时,由于该探针采用汞离子催化脱硫反应作为识别机制,探针对汞离子的选择性非常好。将探针用于活细胞生物成像研究,并考察了探针对湘江水样中汞离子检测的回收率,结果令人满意。

关键词: 分析化学 化学传感器 荧光探针 跨键能量转移 汞离子

For information in English, please click here

Through Bond Energy Transfer: A Convenient and Universal Strategy towards Efficient Ratiometric Fluorescent Probe

GONG Yijun 1   

龚毅君(1984-),男,在读研究生,主要研究方向为荧光化学传感器。

ZHANG Cuicui 1   

张翠翠(1989-),女,在读研究生,主要研究方向为荧光化学传感器。

LUO Aili 1   

骆爱丽(1988-),女,在读研究生,主要研究方向为荧光化学传感器。

ZHANG Xiaobing 1   

张晓兵(1971-),男,教授,主要研究方向为新型有机小分子荧光探针的设计与合成以及荧光生物探针在生物分析中的应用。

  • 1、State Key Laboratory for Chemo/Biosensing and Chemometrics, College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha 410082

Abstract:FRET strategy has been widely applied in designing ratiometric probes for bio-imaging applications. Unfortunately, for FRET systems, sufficiently large spectral overlap is necessary between the donor emission and the acceptor absorption, which would limit the resolution of double-channel images. Through-bond energy transfer (TBET) system does not need spectral overlap between donor and acceptor, and could afford large wavelength difference between the two emissions with improved imaging resolution and higher energy transfer efficiency than that of classic FRET system. It seems to be more favorable for designing ratiometric probes for bio-imaging applications. In this paper, we have designed and synthesized a coumarin-rhodamine (CR) TBET system, and demonstrated that TBET is a convenient strategy to design efficient ratiometric fluorescent bio-imaging probe for metal ions. As a proof-of-concept, Hg2+ was chosen as a model metal ion. By combining TBET strategy with dual-switch design, the proposed sensing platform shows two well-separated emission peaks with a wavelength difference of 110 nm, high energy transfer efficiency and a large signal-to-background ratio, which affords a high sensitivity for the probe with a detection limit of 7 nM for Hg2+. Moreover, by employing an Hg2+-promoted desulfurization reaction as recognition unit, the probe also shows a high selectivity to Hg2+. It has been preliminarily used for ratiometric image of Hg2+ in living cells and practical detection of Hg2+ in river water samples with satisfying results.

Keywords: Analytical Chemistry Chemical Sensor Fluorescence Probe Through Bond Energy Transfer Hg2+

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龚毅君,张翠翠,骆爱丽,等. 跨键能量转移(TBET)用于构建高效比率型荧光探针[EB/OL]. 北京:中国科技论文在线 [2012-12-14]. http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201212-318.

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