化學(xué)進(jìn)展講座

化學(xué)進(jìn)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(xué)進(jìn)展講座之

熒光素報(bào)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(yīng)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(lán)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(jī)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(biāo)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(xì)菌熒光素、腰鞭毛蟲熒光素、腔腸動(dòng)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(jié)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(diǎn)是：①人眼對(duì)黃綠色較為敏感；②通常切片標(biāo)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(duì)比鮮明，可配合用于雙重標(biāo)記或?qū)Ρ热旧?。其異硫氰基可與蛋醫(yī)學(xué)教丨育網(wǎng)整理白質(zhì)結(jié)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(duì)比鮮明，故被廣泛用于對(duì)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(xì)胞中有兩類化學(xué)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(yīng)，反應(yīng)中產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的氧化熒光素，當(dāng)氧化熒光素從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)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(xué)分析的指示劑、生物染色劑和化妝品著色劑。熒光素的應(yīng)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(fù)合物(熒光素腺苷)，然后再與熒光酶結(jié)合，氧化過程中激活的熒光素發(fā)光。整個(gè)反應(yīng)用作活的生物的檢出或?qū)艿统潭鹊募?xì)菌污染作定量分析。例如用熒光光度計(jì)計(jì)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(cè)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(lán)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(yīng)用。TBF可以對(duì)肝腹水型細(xì)胞和正常腎細(xì)胞發(fā)生光敏作用，從而殺傷細(xì)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(yīng)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(yīng)效率為95%，這樣發(fā)出來的光，由於大部份的能量都轉(zhuǎn)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?yàn)榘l(fā)光質(zhì)與光能的轉(zhuǎn)換相當(dāng)有效率，所以螢火蟲可以發(fā)光相當(dāng)長的一段時(shí)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(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)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?qū)⒂谖磥砣〈鶯ED。據(jù)介紹，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)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(dǎo)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(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域中，如基礎(chǔ)生命科學(xué)研究、快速檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床醫(yī)學(xué)等。通常在進(jìn)行活體成像時(shí)，先將熒光素酶基因克隆到宿主細(xì)胞中使其得到表達(dá)，檢測(cè)時(shí)再向細(xì)胞內(nèi)注入熒光素,發(fā)生熒光素．熒光素酶反應(yīng)，產(chǎn)生熒光，進(jìn)行成像?？墒?，此操作方法有點(diǎn)繁雜，需要外界注入熒光素，而且這樣發(fā)出的熒光也達(dá)不到完全意義上的適時(shí)效果。假如能對(duì)熒光素的性質(zhì)和生物合成途徑有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，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(xì)胞自身合成熒光素．重組細(xì)胞也將成