光功能材料-2013課件

熒光傳感器研究進(jìn)展2013.5.13熒光傳感器簡(jiǎn)介熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展反應(yīng)型熒光傳感器的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)告內(nèi)容熒光傳感器簡(jiǎn)介雅布隆斯基圖

A.P.deSilvaetalChem.Rev.

1997,97,1515-1566K.KikuchiChem.Soc.Rev.

2010,39,2048-2035S.J.LippardetalChem.Rev.

2008,108,3443-3408(Hg2+)C.J.Chang,Chem.Rev.

2008,108,1517-1549(金屬離子）J.YoonetalChem.Soc.Rev.

2010,39,1996-2006(Zn2+)F.LietalChem.Soc.Rev.

2010,39,3007-3030(磷光傳感器）W.S.HanetalChem.Soc.Rev.

2009,38,1904-1915(熒光傳感材料）T.M.SwageretalChem.Rev.

2007,107,1339-1386反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展H.KobayashietalChem.Rev.

2010,110,2620-2640(生物醫(yī)學(xué)）J.YoonetalAcc.Chem.Res.

2009,42,23-31D.G.ChoetalChem.Soc.Rev.

2009,38,1647-1662J.YoonetalChem.Soc.Rev.

2010,39,127-137S.J.LippardetalAcc.Chem.Res.

2009,42,193-203J.S.KimetalChem.Rev.

2007,107,3780-3799.N.BoensetalChem.Soc.Rev.2012,41,1130-1172J.YoonetalChem.Soc.Rev.

2012,41,52-67H.TianetalChem.Soc.Rev.

2011,40,79-93C.J.Chang,Nat.Chem.

2012,4,973-984F.Li,Chem.Rev.

2013,113,192-270J.S.Kim,Chem.Rev.

2013,DOI:10.1021/cr300358bW.Lin,Acc.Chem.Res.

2013,DOI:10.1021/ar300273v反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理Photoinducedelectrontransfer(PET)systemsF?rsterresonanceenergytransfer(FRET)systemsIntermolecularchargetransfersystemsMonomer-excimersystems按照引起熒光基團(tuán)發(fā)光性能變化機(jī)理不同可分為：Photoinducedelectrontransfer(PET)systems熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理A.P.deSilvaetalChem.Rev.

1997,97,1515-1566Photoinducedelectrontransfer(PET)systems熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理A.P.deSilvaetalChem.Rev.

1997,97,1515-1566K+熒光傳感器熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理F?rsterresonanceenergytransfer(FRET)systemsW.Lin,Acc.Chem.Res.

2013,DOI:10.1021/ar300273v熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理Internalchargetransfer(ICT)systemsA.P.deSilvaetalChem.Rev.

1997,97,1515-1566熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理Internalchargetransfer(ICT)systemsP.Wang,Chem.Commun.

2010,46,5710-5712熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理Internalchargetransfer(ICT)systemsP.Wang,Chem.Commun.

2010,46,5710-5712WangetalOrg.Lett.

2010,12，4014熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理Monomer-excimersystems基于弱相互作用的熒光傳感器基于化學(xué)反應(yīng)的熒光傳感器（反應(yīng)型熒光傳感器）熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理按照傳感器和被檢物作用機(jī)理不同可分為：熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理基于弱相互作用的熒光傳感器配位鍵氫鍵Pi-pi靜電A.P.deSilvaetalChem.Rev.

1997,97,1515-1566S.J.LippardetalAcc.Chem.Res.

2009,42,193-203熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理WangetalChem.Commun.,2010,46,2435–2437基于弱相互作用的熒光傳感器基于化學(xué)反應(yīng)的熒光傳感器熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理主-客體弱相互作用化學(xué)反應(yīng)成鍵/斷鍵基于化學(xué)反應(yīng)的熒光傳感器熒光傳感器的分類和檢測(cè)機(jī)理具有良好的選擇性可用于中性小分子檢測(cè)可用于生物大分子檢測(cè)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（CN-)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（CN-)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（F-)Org.Lett.,2010,12,628.Angew.Chem.Int.Ed.,2010,49,1反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（F-）Org.Lett.,2010,12,1400.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（F-)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（F-)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陰離子（ClO-)Chem.Commun.,2011,47,7583-7601

反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Hg2+)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Hg2+)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Hg2+)J.Am.Chem.Soc.2008,

130,16460反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Hg2+)J.Am.Chem.Soc.2011,133,2556反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Hg2+)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Hg2+)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Cu2+)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Cu2+)Org.Lett.,2008,10,213.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Cu+)反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展陽(yáng)離子（Pb2+)Anal.Chem.2010,82,5005反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展J.Am.Chem.Soc.

2004,126,15392-15393中性小分子（H2O2）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2O2）J.Am.Chem.Soc.

2005,127,16652反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2O2）J.Am.Chem.Soc.

2006,128,9640-9641反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2O2）J.Am.Chem.Soc.

2008,130,4596-4597反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2O2）J.Am.Chem.Soc.

2008,130,9638-9639反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2O2）J.Am.Chem.Soc.，2011,133,10629.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（1O2）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（1O2）ChemicalCommunications,2011,47:7386反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（O3）NatureChem.2009,1,316反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展J.Am.Chem.Soc.，2005,127,3684.中性小分子（NO）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（NO）Inorg.Chem.,2010,49,6338反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）谷胱甘肽（GSH）半胱氨酸（Cys）同型半胱氨酸（Hcy）在維持生物體氧化還原平衡、調(diào)節(jié)細(xì)胞增生以及機(jī)體免疫應(yīng)答等過(guò)程中起著重要作用。反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）JAmChemSoc,2007,129,11666ChemCommun,2009,355293反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）挑戰(zhàn)性：結(jié)構(gòu)和反應(yīng)活性相似，難以區(qū)分反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）我們利用上述兩步反應(yīng)機(jī)制，發(fā)展了高選擇性檢測(cè)GSH的熒光探針。Q.-Z.Yangetal,J.Am.Chem.Soc.2012,134,18928反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）Q.-Z.Yang*etal,J.Am.Chem.Soc.2012,134,18928反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）綠色通道紅色通道熒光強(qiáng)度比值(500-550nm)(570-620nm)HeLa細(xì)胞用1a孵育后的共聚焦照片HeLa細(xì)胞先用二酰胺選擇性氧化掉GSH后，再用1a孵育后的共聚焦照片明場(chǎng)照片Q.-Z.Yangetal,J.Am.Chem.Soc.2012,134,18928反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）PETPEToffCysXX=SorOnon-fluorescenthighlyfluorescent基于上述原理，進(jìn)一步發(fā)展了一類細(xì)胞內(nèi)選擇性檢測(cè)半胱氨酸的熒光化學(xué)傳感器。Q.-Z.Yangetal,Chem.Commun.2013,49,1294-1296反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（硫醇）1a加入Cys

熒光隨時(shí)間變化;1a加入GSH,Cys

和Hcy的熒光光譜(a)(b)細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)Cys反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）ChemicalCommunications,2012,48(23):2852-4反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）NatureCommun.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）NatureCommun.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）NatureCommun.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）NatureCommun.反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展中性小分子（H2S）反應(yīng)型熒光傳感器的研究進(jìn)展生物大分子（b-內(nèi)酰胺酶

）反應(yīng)型熒光傳感器的機(jī)遇與挑戰(zhàn)在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境及食品安全檢測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。由于對(duì)一些檢測(cè)物沒有合適的反應(yīng)用于傳感器的設(shè)計(jì)，使得該方法的應(yīng)用范圍還很有限。該方法檢測(cè)需要一定的反應(yīng)時(shí)間完成化學(xué)反應(yīng)，但目前所用的有些方法反應(yīng)速度慢，影響了檢測(cè)的響應(yīng)速度。同其他傳感器一樣，檢測(cè)靈敏度問(wèn)題也是該類化學(xué)傳感器所面臨的一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

面臨的問(wèn)題：熒光傳感陣列Differentialsensingusingahypotheticalarray-basedsensorAnzenbacher

etal.Chem.Soc.Rev.,2010,39,3954–3979Principalcomponentanalysis(PCA)Hierarchicalclusteringanalysis(HCA)Lineardiscriminantanalysis(LDA)熒光傳感陣列NatureChemistry,2009,562-567熒光傳感陣列NatureChemistry,2009,562-567熒光傳感陣列J.AM.CHEM.SOC.,2008,10307-10314熒光傳感陣列J.AM.CHEM.SOC.,2008,10307-10314熒光傳感陣列StrongfluorescenceThereceptorshouldbecapableofchelatingstronglywithheavymetalionsTheindicatorsshouldhavesimilarphotophysicalpropertiesThecomplicatedindicatorsysthesisshouldbeavoided.Thedesignoffluorometricsensorarray熒光傳感陣列

Anal.Chim.Act.

2013,775,93-99熒光傳感陣列123456789101112

Anal.Chim.Act.

2013,775,93-99熒光傳感陣列

Anal.Chim.Act.

2013,775,93-99熒光傳感陣列Cd5μMFluorescent“Before”“After”“Before”“After”Cd50μMRawImages

Anal.Chim.Act.

2013,775,93-99熒光傳感陣列ControlPb2+Co2+Zn2+Cd2+Ni2+Hg2+Ag+Cu2+“Fingerprint”(4-19)5μM

Anal.Chim.Act.

2013,775,93-99熒光傳感陣列CdConcentrationTests(4-19)5x10-7M1x10-6M2.5x10-6M1.75x10-6M3.75x10-6M2.5x10-5M5x10-6M1x10-5M5x10-5MControl0501001502002503003504004500102030405060CdConcentration(μM)EuclideanDistance(a.u.)y=32.28x+0.098R2