化學進展講座

化學進展講座第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日化學進展講座之

熒光素報告人：張永舉第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日內(nèi)容提要?熒光素的概念?熒光素的分類?熒光素的性質(zhì)?熒光素的熒光原理?熒光素的應用舉例?熒光素的發(fā)展前景第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日熒光素的概念 在藍光或紫外線照射下，發(fā)出綠色熒光的一種黃色染料。第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日 許多物質(zhì)都可產(chǎn)生熒光現(xiàn)象，但并非都可用作熒光色素。只有那些能產(chǎn)生明顯的熒光并能作為染料使用的有機化合物才能稱為免疫熒光色素或熒光染料。第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日熒光素的分類

常用的標記抗體熒光色素有：異硫氰酸熒光素、四乙基羅丹明、四甲基異硫氰酸羅丹明、藻紅蛋白。 發(fā)光生物體內(nèi)常見的熒光素主要有蟲熒光素、細菌熒光素、腰鞭毛蟲熒光素、腔腸動物熒光素、Cypridina熒光素。第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日1.異硫氰酸熒光素（FITC）：為黃色或橙黃色結晶粉末，易溶于水或酒精等溶劑。分子量為389.4，最大吸收光波長為490～495nm，最大發(fā)射光波長520～530nm，呈現(xiàn)明亮的黃綠色熒光。其主要優(yōu)點是：①人眼對黃綠色較為敏感；②通常切片標本中的綠色熒光少于紅色。第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日2.四乙基羅丹明（RB200）：為橘紅色粉末，不溶于水，易溶于酒精和丙酮。性質(zhì)穩(wěn)定，可長期保存。最大吸收光波長為570nm，最大發(fā)射光波長為595～600nm，呈橘紅色熒光。第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日3.四甲基異硫氰酸羅丹明（TRITC）：最大吸引光波長為550nm，最大發(fā)射光波長為620nm，呈橙紅色熒光。與FITC的翠綠色熒光對比鮮明，可配合用于雙重標記或對比染色。其異硫氰基可與蛋醫(yī)學教丨育網(wǎng)整理白質(zhì)結合，但熒光效率較低。第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日4.藻紅蛋白（R-RE）：本品為無定形，褐紅色粉末，不溶于水，易溶于酒精和丙酮，性質(zhì)穩(wěn)定，可長期保存。最大吸引光波長為565nm，最大發(fā)射光波長為578nm，呈明亮的橙色熒光。與FITC的翠綠色熒光對比鮮明，故被廣泛用于對比染色或用于兩種不同顏色的熒光抗體的雙重染色。第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日熒光素的性質(zhì) 熒光素的稀堿性溶液，在反射光中呈帶綠的黃色熒光，在透視光中呈帶紅的橙色。 溶解性：溶于熱乙醇、冰乙酸、碳酸堿和氫氧化堿，并顯亮綠色熒光，稍溶于水、苯、氯仿。

第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日熒光素的熒光原理螢火蟲的發(fā)光是生物發(fā)光的一種。原理：專門的發(fā)光細胞中有兩類化學物質(zhì)，一類被稱作熒光素，另一類被稱為熒光素酶。熒光素在熒光素酶的催化下消耗ATP，并與氧氣發(fā)生反應，反應中產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的氧化熒光素，當氧化熒光素從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時釋放出光子。第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日 不同種類的螢火蟲發(fā)光的顏色也不同，有黃綠的，有橙紅的，亮度也各不相同。這是由于它們所含的熒光素和熒光酶各不相同之故。雄蟲發(fā)光的頻率也有變化，并非整晚的發(fā)光頻率都一樣。第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日 熒光素用作化學分析的指示劑、生物染色劑和化妝品著色劑。熒光素的應用舉例第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日 氧化還原指示劑：熒光光度分析硫離子，滴定氯、溴和碘。熒光素是發(fā)光物質(zhì)的基質(zhì)，使許多生物具有熒光的物質(zhì)，它與ATP形成復合物(熒光素腺苷)，然后再與熒光酶結合，氧化過程中激活的熒光素發(fā)光。整個反應用作活的生物的檢出或對很低程度的細菌污染作定量分析。例如用熒光光度計計量。

第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日 熒光素用作熒光吸附指示劑：用于沉淀滴定測定Cl-、Br-、I-及SCN-銀鹽。還用作酸堿滴定熒光指示劑，PH值4.0(藍綠色)~6.6(綠色)。第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日 熒光素在臨床上可用做診斷試劑、是一種防腐藥和輕瀉劑，也可用于防癌治療。第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日 四溴熒光素(TBF)是熒光素類化合物的一種，由于其高選擇性和高靈敏度在光度法中已得到廣泛應用。TBF可以對肝腹水型細胞和正常腎細胞發(fā)生光敏作用，從而殺傷細胞。第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日 螢火蟲的熒光反應中釋放的能量幾乎全部以光的形式釋放，只有極少部分以熱的形式釋放，反應效率為95%，這樣發(fā)出來的光，由於大部份的能量都轉為光能，只有少部份化為熱能，所以稱之為冷光。而熱光則發(fā)光效率低得多，如太陽的發(fā)光效率只有35%左右。人類到目前為止還沒辦法制造出如此高效的光源。也就因為發(fā)光質(zhì)與光能的轉換相當有效率，所以螢火蟲可以發(fā)光相當長的一段時間。

熒光素的發(fā)展前景第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日 美國雪城大學的研發(fā)團隊從螢火蟲的發(fā)光原理中得到啟示，正致力于開發(fā)不需要電力的燈，或將于未來取代LED。據(jù)介紹，該研發(fā)團隊即將發(fā)光質(zhì)與發(fā)光酵素涂抹在納米棒的表面，納米棒由兩種半導體所制。根據(jù)納米棒的大小，此種生物燈將呈現(xiàn)出綠、橙、紅三種顏色變化。第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日 熒光素酶發(fā)光體系應用在多個領域中，如基礎生命科學研究、快速檢測、環(huán)境監(jiān)測、臨床醫(yī)學等。通常在進行活體成像時，先將熒光素酶基因克隆到宿主細胞中使其得到表達，檢測時再向細胞內(nèi)注入熒光素,發(fā)生熒光素．熒光素酶反應，產(chǎn)生熒光，進行成像?？墒?，此操作方法有點繁雜，需要外界注入熒光素，而且這樣發(fā)出的熒光也達不到完全意義上的適時效果。假如能對熒光素的性質(zhì)和生物合成途徑有了更進一步的認識，知道了熒光素合成過程中所需要的各種生物酶,并且將這些酶的基因克隆出來．讓宿主細胞自身合成熒光素．重組細胞也將成