关于荧光探针的研究
—BODIPY类荧光探针的研究
摘要：荧光分子探针能够将分子识别的信息转换成荧光信号,具有最高可达单分子检测的高灵敏度、能够实现开关操作、对亚微粒子具有可视的亚纳米空间分辨能力和亚毫秒时间分辨能力、原位检测荧光成像技术以及利用光纤进行远距离检测等众多优点。开关型信号变化能够降低自身荧光的干扰,从而极大地提高探针的灵敏度。而氟硼毗咯作为荧光发色团具有非常优越的特性、摩尔消光系数比较大、尖锐的紫外吸收和荧光发射峰、很高的荧光量子产率、对极性和的耐受性比较好,而且在生理环境下非常稳定。
本文主要介绍荧光探针的发展、种类和机理，其中将着重介绍BODIPY类荧光探针的发展史和应用。
关键词： 荧光探针； BODIPY； ICT； PET
- 引言
超分子化学是研究两个或者两个以上分子间作用关系的一门科学，旨在模拟自然界各种生命活动规律。打破了传统化学内部，以及化学与其它科学如：化学与材料，化学与生物学，化学与能源学以及化学与环境学等学科的界限，引领着现今化学的发展趋势[1]。为了表扬在超分子化学创始阶段有重大贡献的科学家，以及鼓励更多的学者对超分子领域进行研究，特将 1987 年的化学诺贝尔奖颁发给了美国的帕得森，唐纳德和法国的里昂三位科学家。超分子化学包括超分子形成，分子识别和分子组装等方向。荧光探针是发荧光的物质受周围环境的变化（如：酸度，黏度，温度以及溶液中的目标物等）导致物质的荧光信号（如：荧光寿命，荧光强度，荧光波长等）的改变，从而可以获知周围环境的特征信息，它属于超分子化学分子识别的范畴[2]。荧光探针有较为突出的特点和优越性,例如检测灵敏度高以及检测简便等。基于以上优点,荧光探针技术随着光化学和光物理等器件的发展而迅速地发展起来,并且广泛地应用到各个领域。
- 荧光探针
荧光探针一般由两个主要基本要素构成，一个荧光信号报告单元一个是底物接受单元[3]。底物与探针受体单元通过各种作用力（如分子间氢键，静电作用，疏水作用，配位键，共价键等）相互作用，引起信号报告单元荧光信号的改变，进而实现对目标物的传感检测。
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- 荧光探针的发展
1714 年， Leeuwenhoek 首先应用染色剂成功地研究了肌肉组织，用番红花九浸染切片, 得到了较好的结果。当时人们使用的只能是从动植物和矿物中提炼的天然荧光染料如靛青、朱砂、胭脂红等。直到 1856 年， Perkin 才首先合成了一种淡紫色合成染料- 苯胺紫，从此拉开了人工合成染料的序幕。此后，一些化学家采用 Perkin 的方法，以氟化苯胺作原料，相继合成了很多染料。1859年合成了蔷薇苯胺（品红），也称为复红；随后又合成了副品红、甲紫或龙胆紫、结晶紫、甲基绿、孔雀绿、亮绿、藏红、亚甲蓝和各种偶氮染料（如碱性棕）。这些染料逐渐商品化并应用于组织标本、血液标本、细菌标本的染色，新的染色方法随之建立。
这个时期生产的具有荧光性的染料，主要包括氧杂蒽和吖啶、派若宁 Y 罗丹明 B 、荧光素、曙红 Y、 赤藓红等，都是很有名的吖啶类染料。一些早期的吖啶类染料，有碱性染革黄棕、吖啶黄、吖啶橙、吖啶黄素等。
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