由于熒光探針可以簡單、快速和高效地對分析物進行實時定位、進行檢測分析,因此,熒光探針在生物、化學(xué)的分析檢測中具有獨特的優(yōu)勢,尤其在生物組織醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,成為了科研人員高效地研究分析的工具。與單光子熒光探針相比,雙光子（TP）熒光探針憑借其高空間分辨率、深層組織成像和準確定位等優(yōu)勢成為目前熒光探針領(lǐng)域的潮流,同時規(guī)避了單光子熒光探針易產(chǎn)生的光損傷、光干擾和光漂白等劣勢。因此,雙光子熒光探針的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和良好的應(yīng)用前景。迄今為止,具有理想的雙光子吸收（TPA）性質(zhì)的熒光探針分子能夠在實際中應(yīng)用的很少,歸根到底,對雙光子熒光探針的研究還不夠深入,雙光子探針理論基礎(chǔ)還有待完善,深入探討雙光子熒光探針的理論基礎(chǔ)、設(shè)計開發(fā)新的TPA性質(zhì)良好的、可實際用于檢測各種識別物的生物熒光探針分子已經(jīng)成為當前研究的熱點問題之一�；诖罅康奈墨I調(diào)研,發(fā)現(xiàn)生物硫醇在原核生物和真核生物中發(fā)揮著重要的作用。作為生物硫醇天然存在的含巰基的化合物,半胱氨酸（Cys）,高半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）在細胞中的蛋白質(zhì)反應(yīng)過程中起關(guān)鍵作用。其中低分子量的Cys是人體蛋白質(zhì)合成中的必需氨基酸,同時在氧化還原... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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單光子吸收和雙光子吸收

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4光現(xiàn)象。激光的瞬時功率可以達到兆瓦量級。因此，雙光子熒光的波長比激發(fā)光的要短。因此，雙光子熒光顯微鏡技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域有獨特的優(yōu)勢：1.雙光子吸收的波長通常較長，它比短波長的光受散射影響較小，容易穿透生物組織標本；而且長波處的近紅外光比短波長的光對細胞毒性小；2.一個是激發(fā)光可更多地到達焦平面上，使激發(fā)光能更深地穿透生物組織樣本；另一個只有在焦平面上才有光漂白和光毒性，更易于觀察。1.2.4雙光子吸收材料的應(yīng)用與單光子吸收相比，雙光子吸收以其良好的光學(xué)性質(zhì)已經(jīng)在光電子學(xué)、生物組織以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用，下面以幾種應(yīng)用為例作簡單介紹。（1）光限幅效應(yīng)隨著科學(xué)技術(shù)的進步對激光防護材料有更高的要求，強光的應(yīng)用對人眼和光學(xué)檢測器構(gòu)成了潛在的危害，怎樣避免這些危害也是目前的研究熱點。光限幅材料（作用原理如圖1.2所示）是一種可以防護激光的材料。光限幅效應(yīng)一般是在強度弱的入射光下，透射率增大，但是當入射光的強度達到一定閾值，透射率反而下降[21-23]。雙光子吸收過程具有瞬時特征，滿足了光限幅材料的超快響應(yīng)的要求。圖1.2光限幅材料的作用原理示意圖目前為止，已有大量的文獻被報道，但是在國內(nèi)對于光限幅材料的研究還是處于基礎(chǔ)階段，應(yīng)用到實際的報道還是少數(shù)。早期的C60[24,25]、金屬團簇[26]等等，到現(xiàn)在研究的半導(dǎo)體材料[27]、有共軛結(jié)構(gòu)的有機化合物等，有機光限幅材料的研究也是人們一直處于前言研究領(lǐng)域。（2）雙光子光動力學(xué)療法個別的光敏劑在激光照射下會產(chǎn)生一種細胞毒素同時殺死癌細胞，達到治療

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6比，在顯微成像中會比淬滅型更敏感，所以增強型和比率型熒光探針是現(xiàn)在熒光探針領(lǐng)域中更受歡迎的兩種。按照熒光探針分子對被識別物的檢測機制，又可以分為1）分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（IntramolecularChargeTransfer,ICT）；2）光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（Photo-inducedElectronTransfer,PET）；3）熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FluorescenceResonanceEnergyTransfer，F(xiàn)RET）；4）跨鍵能量轉(zhuǎn)移（Through-bondEnergyTransfer，TBET）；5）其他機制，如激基締合物/復(fù)合物、激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移等。下面結(jié)合熒光探針的機理介紹一下雙光子熒光探針的研究進展。1.4.1ICT一般的ICT機制的熒光探針分子是由“電子給體（electrondonor）-電子受體（electronacceptor）”構(gòu)成，分子的識別基團或者識別基團的一部分一般是分子的給體或者受體部分。分子在光激發(fā)下，電荷會發(fā)生從供體到受體的轉(zhuǎn)移。當熒光探針分子檢測被識別物時，分子中電子給體的推電子能力或者電子受體的拉電子能力發(fā)生變化，同時熒光探針上識別基團與被識別物作用之后會出現(xiàn)不同的熒光現(xiàn)象[41]。當識別基團在分子中充當電子受體時，與被識別物結(jié)合之后，整個分子中的推-拉電子能力增強，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移程度增大，從而使分子中的HOMO和LUMO的能隙降低，造成分子吸收光譜發(fā)生紅移現(xiàn)象（如圖1.3下）；另一種情況相反，當識別基團是熒光團的電子給體時，與被識別物結(jié)合之后，本身的供電子能力降低，使分子中的推-拉電子能力減弱，ICT程度也減弱，引起分子的HOMO與LUMO的能隙升高，導(dǎo)致分子的吸收光譜發(fā)生藍移現(xiàn)象（如圖1.3上）。圖1.3ICT機理的簡單示意圖1.4.2PET

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于喹啉的鋅離子熒光探針的研究進展[J]. 胡女丹,馬小彥,盧永仲.  中國生化藥物雜志. 2014(05)
[2]激光防護材料的研究進展[J]. 孟獻豐,陸春華,張其土,倪亞茹,許仲梓.  激光與紅外. 2005(02)
[3]新型金屬團簇化合物光限幅特性實驗研究[J]. 楊昆,曲士良,張馳,趙秀麗,方光宇,宋瑛林,忻新泉.  激光技術(shù). 2000(04)
[4]C60高聚物復(fù)合固體材料的反飽和吸收過程研究[J]. 龔旗煌,孫宇星,楊少辰,夏宗炬,鄒英華,羌笛,費林,顧振南,周錫煌,陳慧英.  光學(xué)學(xué)報. 1993(08)

碩士論文
[1]有機分子的雙光子吸收性質(zhì)的理論研究[D]. 周樹蘭.山東大學(xué) 2006



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