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化学进展讲座第1页，本讲稿共26页第2页，本讲稿共26页第3页，本讲稿共26页第4页，本讲稿共26页化学进展讲座 之荧光素报告人：张永举第5页，本讲稿共26页内容提要荧光素的概念荧光素的分类荧光素的性质荧光素的荧光原理荧光素的应用举例荧光素的发展前景第6页，本讲稿共26页荧光素的概念在蓝光或紫外线照射下，发出绿色荧光的一种黄色染料。第7页，本讲稿共26页许多物质都可产生荧光现象，但并非都可用作荧光色素。只有那些能产生明显的荧光并能作为染料使用的有机化合物才能称为免疫荧光色素或荧光染料。第8页，本讲稿共26页荧光素的分类 常用的标记抗体荧光色素有：异硫氰酸荧光素、四乙基罗丹明、四甲基异硫氰酸罗丹明、藻红蛋白。发光生物体内常见的荧光素主要有虫荧光素、细菌荧光素、腰鞭毛虫荧光素、腔肠动物荧光素、Cypridina荧光素。第9页，本讲稿共26页 1.异硫氰酸荧光素（FITC）：为黄色或橙黄色结晶粉末，易溶于水或酒精等溶剂。分子量为389.4，最大吸收光波长为490495nm，最大发射光波长520530nm，呈现明亮的黄绿色荧光。其主要优点是：人眼对黄绿色较为敏感；通常切片标本中的绿色荧光少于红色。第10页，本讲稿共26页2.四乙基罗丹明（RB200）：为橘红色粉末，不溶于水，易溶于酒精和丙酮。性质稳定，可长期保存。最大吸收光波长为570nm，最大发射光波长为595600nm，呈橘红色荧光。第11页，本讲稿共26页 3.四甲基异硫氰酸罗丹明（TRITC）：最大吸引光波长为550nm，最大发射光波长为620nm，呈橙红色荧光。与FITC的翠绿色荧光对比鲜明，可配合用于双重标记或对比染色。其异硫氰基可与蛋医学教丨育网整理白质结合，但荧光效率较低。第12页，本讲稿共26页4.藻红蛋白（R-RE）：本品为无定形，褐红色粉末，不溶于水，易溶于酒精和丙酮，性质稳定，可长期保存。最大吸引光波长为565nm，最大发射光波长为578nm，呈明亮的橙色荧光。与FITC的翠绿色荧光对比鲜明，故被广泛用于对比染色或用于两种不同颜色的荧光抗体的双重染色。第13页，本讲稿共26页荧光素的性质荧光素的稀碱性溶液，在反射光中呈带绿的黄色荧光，在透视光中呈带红的橙色。溶解性：溶于热乙醇、冰乙酸、碳酸碱和氢氧化碱，并显亮绿色荧光，稍溶于水、苯、氯仿。第14页，本讲稿共26页荧光素的荧光原理萤火虫的发光是生物发光的一种。原理：专门的发光细胞中有两类化学物质，一类被称作荧光素，另一类被称为荧光素酶。荧光素在荧光素酶的催化下消耗ATP，并与氧气发生反应，反应中产生激发态的氧化荧光素，当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。第15页，本讲稿共26页不同种类的萤火虫发光的颜色也不同，有黄绿的，有橙红的，亮度也各不相同。这是由于它们所含的荧光素和荧光酶各不相同之故。雄虫发光的频率也有变化，并非整晚的发光频率都一样。第16页，本讲稿共26页荧光素用作化学分析的指示剂、生物染色剂和化妆品着色剂。荧光素的应用举例第17页，本讲稿共26页氧化还原指示剂：荧光光度分析硫离子，滴定氯、溴和碘。荧光素是发光物质的基质，使许多生物具有荧光的物质，它与ATP形成复合物(荧光素腺苷)，然后再与荧光酶结合，氧化过程中激活的荧光素发光。整个反应用作活的生物的检出或对很低程度的细菌污染作定量分析。例如用荧光光度计计量。第18页，本讲稿共26页荧光素用作荧光吸附指示剂：用于沉淀滴定测定Cl-、Br-、I-及SCN-银盐。还用作酸碱滴定荧光指示剂，PH值4.0(蓝绿色)6.6(绿色)。第19页，本讲稿共26页荧光素在临床上可用做诊断试剂、是一种防腐药和轻泻剂，也可用于防癌治疗。第20页，本讲稿共26页四溴荧光素(TBF)是荧光素类化合物的一种，由于其高选择性和高灵敏度在光度法中已得到广泛应用。TBF可以对肝腹水型细胞和正常肾细胞发生光敏作用，从而杀伤细胞。第21页，本讲稿共26页萤火虫的荧光反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，这样发出来的光，由於大部份的能量都转为光能，只有少部份化为热能，所以称之为冷光。而热光则发光效率低得多，如太阳的发光效率只有35%左右。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。也就因为发光质与光能的转换相当有效率，所以萤火虫可以发光相当长的一段时间。荧光素的发展前景第22页，本讲稿共26页美国雪城大学的研发团队从萤火虫的发光原理中得到启示，正致力于开发不需要电力的灯，或将于未来取代LED。据介绍，该研发团队即将发光质与发光酵素涂抹在纳米棒的表面，纳米棒由两种半导体所制。根据纳米棒的大小，此种生物灯将呈现出绿、橙、红三种颜色变化。第23页，本讲稿共26页荧光素酶发光体系应用在多个领域中，如基础生命科学研究、快速检测、环境监测、临床医学等。通常在进行活体成像时，先将荧光素酶基因克隆到宿主细胞中使其得到表达，检测时再向细胞内注入荧光素,发生荧光素荧光素酶反应，产生荧光，进行成像。可是，此操作方法有点繁杂，需要外界注入荧光素，而且这样发出的荧光也达不到完全意义上的适时效果。假如能对荧光素的性质和生物合成途径有了更进一步的认识，知道了荧光素合成过程中所需要的各种生物酶,并且将这些酶的基因克隆出来让宿主细胞自身合成荧光素重组细胞也将成为真正意义上的生物发光体，就不需要从外界注入荧光素。那时生物发光作为一种检测手段，它的应用价值将会非常巨大。第24页，本讲稿共26页第25页，本讲稿共26页第26页，本讲稿共26页