稀土元素也稱鑭系元素,因其獨(dú)特的發(fā)光性質(zhì)和配位性質(zhì),其發(fā)光復(fù)合物被廣泛研究于生物技術(shù)領(lǐng)域。其中稀土鋱（Ⅲ）離子復(fù)合物因具有優(yōu)異的光譜特性,關(guān)于其研究呈現(xiàn)出快速的發(fā)展趨勢。主要從其發(fā)光特性的角度出發(fā),探討了其發(fā)光機(jī)理,并對鋱（Ⅲ）離子與不同有機(jī)化合物結(jié)合形成的發(fā)光鋱配合物以及鋱（Ⅲ）離子及其配合物與不同納米材料形成的復(fù)合物進(jìn)行了分類綜述。此外,還詳細(xì)地闡述了鋱離子及其復(fù)合物在熒光探針、生物傳感器、藥物遞送、細(xì)胞成像、癌癥治療等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。最后,對其今后發(fā)展趨勢和潛在的研究價值進(jìn)行了展望。 

【文章來源】：生物技術(shù)通報. 2020,36(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：16 頁

【部分圖文】：

敏化鋱離子發(fā)光能量轉(zhuǎn)移機(jī)制

核堿基(嘌呤或嘧啶堿基)為DNA組成部分之一,是良好的發(fā)色團(tuán),可作為能量轉(zhuǎn)移過程中的供體,因而核酸及其片段在一定波長范圍內(nèi)對紫外輻射有較強(qiáng)的吸收,并且特定堿基對應(yīng)特定的吸收波長。其中鳥嘌呤(Guanine,G)在波長約285 nm處有最大紫外光吸光值,并且具有合適的三重態(tài)能量[18],能將能量傳遞至Tb3+,即鳥嘌呤能夠敏化Tb3+發(fā)光,是有效的敏化劑。從其結(jié)構(gòu)來看(圖2-A),G的六元環(huán)上,O6和N7是Tb3+的合適配位位點(diǎn)。此外,還有胞嘧啶(Cytosine,C),其通過O2和N3能與Tb3+配位。G和C均可增強(qiáng)水溶液中Tb3+發(fā)光,二者發(fā)光增強(qiáng)效果的差異可能源于三重態(tài)能量形成的量子產(chǎn)率的差異或是結(jié)合穩(wěn)定性以及動力學(xué)的差異。另外,腺嘌呤(Adenine,A)和胸腺嘧啶(Thymine,T)因?yàn)椴痪哂邢噜彽母唠娮用芏葏^(qū)域,其氧原子僅用于鍵合作用[9]。Tb3+作為具有高電荷密度的硬路易斯酸,對DNA的磷酸骨架也具有高親和力,可以與磷酸基團(tuán)結(jié)合。Tb3+能與所有核苷酸單磷酸的磷酸鹽配位,即與磷酸基團(tuán)上的氧進(jìn)行配位,但是能進(jìn)行有效的能量轉(zhuǎn)移的配體主要來自堿基[9,16]。在此基礎(chǔ)之上,核苷類別中的 鳥嘌呤核苷(Guanosine),由鳥嘌呤和核糖環(huán)組成,作為一種在紫外區(qū)具有高消光系數(shù)的配體,能產(chǎn)生天線效應(yīng)。鳥苷經(jīng)磷酸化后可形成鳥苷一磷酸(GMP),與其二磷酸鹽和三磷酸鹽類似物相比(圖2-B),是一種更好的能量轉(zhuǎn)移供體。致敏效率:鳥苷一磷酸(GMP)>鳥苷二磷酸(GDP)>鳥苷三磷酸(GTP)[9]。此外還有四磷酸鳥苷(ppGpp),為高度磷酸化的鳥苷酸分子,其結(jié)構(gòu)與鳥嘌呤核苷酸具有高度相似性,在G的5"位點(diǎn)和3"位點(diǎn)附著兩個磷酸基團(tuán)[19]。4個呈鉗型分布的磷酸基團(tuán)能更好的螯合Tb3+。

肽由氨基酸縮合而成,多肽可進(jìn)一步折疊成蛋白質(zhì)。肽可以與鋱離子配合物形成發(fā)光配合物。如圖3所示,Akiba等[25]介紹了兩種雙核鋱(III)離子復(fù)合物。當(dāng)鋱(III)離子配合物與肽底物結(jié)合后,底物肽磷酸化時配位鋱離子的肽被利用,鋱(III)離子配合物發(fā)光信號因而改變。有兩種策略,第一種策略(A),構(gòu)建非共軛鋱(III)復(fù)合物Tb2-L1,利用磷酸酪氨酸(phosphotyrosine,pTyr)的苯酚作為天線配體。當(dāng)pTyr的磷酸鹽與Tb2-L1結(jié)合時,該酚位于Tb3+離子附近。在用紫外光照射時,苯酚吸收光的能量,并將能量轉(zhuǎn)移至發(fā)射中心的Tb3+。不發(fā)生磷酸化時,該結(jié)合不會發(fā)生,因?yàn)榉踊鶊F(tuán)離Tb3+距離太遠(yuǎn)無法進(jìn)行有效的能量轉(zhuǎn)移。第2種策略(B),Tb3+復(fù)合物(Tb2-Lc1yne)與肽底物偶聯(lián)。具體為Tb2-Lc1yne通過點(diǎn)擊反應(yīng)與帶有疊氮化合物的底物肽中半胱氨酸殘基的硫醇基團(tuán)實(shí)現(xiàn)共價偶聯(lián),這是一種更有效的分子內(nèi)的反應(yīng),能夠很好地克服靜電排斥作用。1.7 鋱離子的復(fù)合材料

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]核酸熒光探針在單細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究[J]. 賈永梅,婁筱叮,夏帆.  分析化學(xué). 2018(09)



本文編號：3334185