用于微量锌离子检测的荧光探针技术

检测锌离子的荧光探针一 Zn2+荧光探针简介锌是一种重要的人体必需的微量元素(日需要量10-15 mg)，广泛分布于人体的细胞和体液中。

Zn2+是人体内200多种酶的组成成分，直接参与体内细胞生长、发育、生殖、组织修复等各种生命代谢过程。

Zn2+在细胞的生命活动中起着非常重要的作用，在基因转录、神经传递中都必须有Zn2+的参加。

若缺少了Zn2+的参与，会导致免疫系统受损、免疫功能缺陷等疾病的产生。

随着人们对锌在生命活动中作用的认识越来越深，Zn2+的检测也成为近些年来最受关注的研究。

其中Zn2+荧光探针法是目前最常用的一种方法，其主要特点是选择性好、灵敏度高、简便快捷。

一个可靠的Zn2+荧光分子探针应具有以下性质：光化学稳定性、强的抗干扰性、良好的水溶性、对Zn2+的敏感性等。

为了在生物体系中检测Zn2+，还必须考虑其它方面的因素，如激发光对生物活体的损伤、荧光分子探针在生物体外和生物体内的溶解性和细胞穿透性等。

此外，pH不敏感性也是需要考虑的一个重要因素。

Zn2+荧光分子探针的设计原理主要是基于光诱导电子转移（PET）、分子内电荷转移（ICT）、能量共振转移（FRET）以及激发态分子内质子转移等。

本文将按荧光团和配体分类，介绍基于不同设计原理的Zn2+荧光分子探针。

二Zn2+荧光探针分类近年来，人们开始研究测定细胞内Zn2+的方法和技术，先后建立和发展了多种方法，如离子选择电极法以及利用金属显色指示剂的分光光度法，但这些方法存在干扰离子较多，灵敏度低等缺点。

荧光法以其选择性好、灵敏度高、简便快捷和可以追踪等特点一直为人们所关注。

目前，测定游离Zn2+的荧光探针主要分为以下几大类:2.1卟啉类荧光探针卟啉环是由十八个电子组成的大共轭体系，金属卟啉是卟啉核中心的两个氢原子被金属取代而形成的配合物，闭壳金属卟啉通常有荧光，卟啉的基本骨架结构如图所示。

Zn2+与四-(3-间氯苯基)-卟啉和非水溶性四-(4-对氯苯基)-卟啉在pH6.0-8.0时可以形成稳定的荧光配合物，其激发波长为370nm，发射波长为510nm；二者检出限为3.5ug/L。

Zn离子的检测方法随着工业和生活用水中污染物的增加，水体中重金属离子的检测显得尤为重要。

Zn离子作为一种重要的金属离子，在环境监测、水质安全和生物医学领域具有广泛的应用。

因此，研究和发展准确、灵敏的Zn离子检测方法具有重要的科学和实用价值。

本文将介绍几种常见的Zn离子检测方法。

一、原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种常见的分析技术，适用于测定各种金属离子。

在Zn离子的测定中，可以利用原子吸收光谱仪来测定Zn离子溶液的吸光度。

首先，将待测溶液与一定浓度的Zn标准溶液进行比色，记录吸光度。

然后，根据标准曲线确定待测溶液中Zn离子的浓度。

二、电化学法电化学法是利用电化学方法测定溶液中的物质浓度的一种分析技术。

常见的电化学方法包括电位滴定法、电解析法和电位分析法等。

在Zn离子的检测中，可以使用电化学技术来测定Zn离子溶液中的电位变化。

通过电位变化的测定，可以间接确定溶液中Zn离子的浓度。

三、荧光分析法荧光分析法是利用物质在受激发后发出的荧光性质来测定其浓度的一种分析方法。

在Zn离子的检测中，可以使用荧光染料或荧光探针来测定Zn离子的浓度。

这些荧光染料或荧光探针可以与Zn离子形成配合物，形成具有特定荧光信号的复合物，通过测定荧光信号的强度或寿命来确定Zn离子的浓度。

四、分子印迹技术分子印迹技术是一种将目标分子嵌入合成聚合物中，生成具有目标分子选择性识别能力的材料的方法。

在Zn离子的检测中，可以使用分子印迹技术合成具有特异性对Zn离子选择性吸附和识别的分子印迹聚合物。

通过将待测溶液与分子印迹聚合物接触，Zn离子能够被聚合物选择性地吸附，从而实现Zn离子的测定。

综上所述，Zn离子的检测可以通过原子吸收光谱法、电化学法、荧光分析法和分子印迹技术等多种方法来实现。

这些方法各自具有不同的优缺点，适用于不同领域和场景的Zn离子检测。

未来的研究应该继续改进和发展这些方法，提高其准确性、灵敏度和实用性，以满足不断增长的环境监测和生物医学需求。

荧光分光光度法测定痕量锌摘要：荧光试剂水杨醛缩邻氨基苯酚在六亚甲基四氨盐酸缓冲溶液介质中，能与锌离子形成稳定络合物使其荧光强度增强且荧光增强的程度与锌质量浓度成正比，据此建立了测定痕量锌离子的直接荧光分析方法。

研究了试剂与锌的荧光反应的最佳测定条件，讨论了共存离子的影响。

在λex/em=405/517nm处，锌量在0.7-158.0 μg/L范围内呈良好的线性关系。

平行测定Zn2+（100ug/L）标准溶液11次，RSD为1.98％，方法检出限为0.23ug/L。

该方法重复性好、灵敏度高，简便、快速，试剂合成方法简单。

可用于水样中锌的测定，回收率为101％-102%。

关键词：合成荧光增强锌水杨醛缩邻氨基苯酚锌元素是人体所必需的微量元素，缺乏锌元素会引起人体一系列的机能紊乱，一些组织器官，生理功能障碍，甚至还有可能发生病理改变和疾病。

目前，微量锌的测定常用原子吸收光谱法、吸光光度法、伏安法等[1-6]。

荧光法作为分析金属离子的手段近来多用一些席夫碱类[7，8]和腙类[9-10]化合物作为荧光试剂，诸种方法或需要价格昂贵的仪器、或合成方法复杂、操作繁琐或选择性和灵敏度有很大的局限性。

本文用水杨醛缩邻氨基苯酚作为荧光试剂，在pH 5.44的六亚甲基四氨盐酸缓冲溶液介质中锌离子能使其荧光强度增强，据此建立了直接荧光法测定锌离子的方法。

该方法重现性好，简便、快速，试剂合成方法简单、灵敏度高。

用于水样中锌的测定，结果满意。

一、实验部分1.主要仪器和试剂仪器：LS-30荧光光度计；970CRT荧光分光光度计；pHS-PL酸度计；HH-4数显恒温水浴锅；BS210S电子分析天平。

试剂：锌离子标准储备溶液：100mg/L，用时稀释为2.0 mg/L的工作液；水杨醛缩邻氨基苯酚（H2L）溶液：1.0×10-4 mol/L，称取适量水杨醛缩邻氨基苯酚（自制），加入一定量无水乙醇溶解，然后用水定容；六亚甲基四胺—盐酸（CH2）6N4-HCl缓冲溶液：pH5.44。

检测锌离子的荧光探针姓名：徐英学号：51007008 专业：应用化学摘要：锌是人体必需的微量元素之一，是维持机体正常生长发育、新陈代谢的重要物质。

锌的过量与不足都会导致人体代谢异常，产生疾病，因此，Zn2+含量的测定在临床、医药、食品、环境监测及科研中都有极其重要的意义。

本文简要综述了测定细胞内游离锌离子荧光探针物质的化学规律、性质和优缺点。

关键词：Zn2+、荧光探针、定量检测1、前言在自然界元素的丰度顺序中，锌排在第25位，在地壳中的平均含量波动于0.004-0.02%之间。

锌是位于元素周期表第II副族的过渡金属元素，具有3d104s2的价电子结构，通常只失去s电子而成+2氧化态。

Zn2+的原子半径较小，且因其带两个正电荷，所以它对电子的亲和力很高，是一个强的质子受体[1]。

1940 年Eggleton首先提出人类需要锌[2]。

Prasad和Sandstead 等研究明确了锌是人类必需的微量元素[3]。

Zn2+是人体内第二富集的过渡金属，广泛分布于人体内部。

据研究表明，锌在许多生理、生化过程中发挥着极为重要的作用，例如:锌离子是组成三百多种生物酶活性催化中心的重要金属离子之一；它可作为金属蛋白酶的结构因子或转录因子；可以和许多调控酶相互作用，作为第二信使触发或阻断诸如细胞凋亡等重要生理过程；具有调控大量离子通道的能力，参与神经传导的过程；同时，锌离子在中枢神经系统（CNS）中还扮演着非常重要的角色。

新近研究还表明，锌离子的浓度大小与多种疾病的发生紧密相关[4]。

缺锌对机体有重要影响: 一是对生长发育和组织再生的影响；二是对性器官和性功能的影响；三是锌依赖酶(含锌酶)的活性降低；四是缺锌可使胰岛素降解加剧，引起血中胰岛素水平下降及对葡萄糖利用率减少，葡萄糖耐量下降；五是缺锌可引起血液内视黄醇结合蛋白的浓度降低，影响组织对维生素A 的利用，使人的暗适应能力下降，还有对皮肤及味觉等的影响[5]。

虽然缺锌给人体带来了极大的伤害，但是人体内锌含量的超标也会造成同样大的伤害，如：补锌过量会使人的免疫力下降；可诱发人体的铜缺乏；过量补锌可降低机体内血液、肾和肝内的铁含量，出现小细胞低色素性贫血，红细胞生存期缩短，肝脏及心脏中超氧化物歧化酶等酶活性下降 (6)因此，若能实时跟踪、监测生物体中的锌离子，就有可能使人们在细胞层次或者组织层次上进行锌离子的生理、生化行为的研究。

专利名称：用于3CL蛋白酶检测及抑制剂筛选的锌离子诱导AIEE荧光探针、制备方法及其应用
专利类型：发明专利
发明人：胡小蕾,项诗琪,谢亚均,杨晓兰,吴晓绵,杜尧,鞠尚申请号：CN202111555106.4
申请日：20211217
公开号：CN114163502A
公开日：
20220311
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于3CL蛋白酶检测及抑制剂筛选的锌离子诱导AIEE荧光探针，所述荧光探针化学结构式为：其中，n＝2、3、4、5、6；X1，X2均为氨基酸；将三苯胺AIE分子标记到多肽链上制备成探针，多肽链增加了AIE分子的水溶性和细胞渗透性，本探针分子可被细胞内表达的3CL 蛋白酶特异性识别切割，AIE荧光基团掉落后在锌离子的诱导作用下和蛋白共同产生聚集发光增强现象，实现对3CL蛋白酶的荧光定量标记，检测3CL蛋白酶的表达及进行其对应的抑制剂筛选。

申请人：重庆医科大学国际体外诊断研究院
地址：401331 重庆市沙坪坝区大学城中路61号兰苑L2-2栋
国籍：CN
代理机构：北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司
代理人：吕小琴
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常见的小分子荧光探针种类1.引言1.1 概述小分子荧光探针是一类被广泛应用于生物领域的化学工具，通过其具有的荧光性质，可以用于生物成像、药物传递、疾病诊断等方面。

小分子荧光探针具有分子结构简单、稳定性好、探测灵敏度高等特点，在生物学研究中起着重要的作用。

小分子荧光探针的种类繁多，根据其不同的结构和功能特点，可以分为许多不同的类别。

常见的小分子荧光探针包括有机荧光探针、金属配合物荧光探针、聚合物荧光探针等。

有机荧光探针是指由有机化合物构成的荧光探针，其分子结构多样，可以通过调整结构来实现特定的探测目标。

常见的有机荧光探针包括荧光染料、荧光蛋白等。

荧光染料具有较强的荧光强度和良好的化学稳定性，可以用于细胞成像、生物传感等领域。

荧光蛋白是一类来源于特定生物体的蛋白质，其具有自身天然的荧光性质，可以通过基因工程技术进行改造和调整，广泛应用于生物研究中。

金属配合物荧光探针是指由金属离子与配体形成的荧光探针，其具有较强的荧光性能和较长的寿命。

金属配合物荧光探针具有选择性较高的特点，可以用于特定金属离子的探测和诊断。

常见的金属配合物荧光探针包括铜离子、锌离子、铁离子等的配合物。

聚合物荧光探针是指由高分子聚合物构成的荧光探针，其具有较好的溶解性和稳定性。

聚合物荧光探针可以通过调整聚合物的结构和链长来实现特定的探测需求。

常见的聚合物荧光探针包括聚合物分子探针、聚合物纳米探针等。

总之，常见的小分子荧光探针种类繁多，具有不同的结构和功能特点，可以根据具体的研究需求选择适合的荧光探针进行应用。

这些小分子荧光探针为生物学研究提供了有力的工具，有助于深入理解生命的基本过程和疾病的发生机制。

未来，随着技术的不断发展和突破，相信小分子荧光探针在生物领域的应用会得到更广泛的推广和应用。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要围绕"常见的小分子荧光探针种类"展开讨论。

文章分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将进行概述、文章结构和目的的介绍。

荧光探针检测重金属原理1概述重金属是一类对人类健康和生态环境具有潜在危害的物质，其来源主要包括人类活动和自然界。

荧光探针是一种灵敏、高效、无损的测量手段，已经被广泛应用于重金属的检测和分析。

本文将介绍荧光探针检测重金属的原理、技术以及应用。

2荧光基础知识荧光是指物质受到光激发后能发出一种长波长、低能量的光，其过程是由于物质分子在吸收光子后被激发到高能级，并在短暂的时间内失去部分能量后返回到低能级，放出荧光光子。

荧光现象具有如下特点：1.光谱特性：基于光子的荧光光子波长通常比激发光的波长长，因此荧光和激发光可以通过光谱特性区分。

2.光子数量：荧光光子的数量通常比激发光少10-1000倍，但荧光光子的信号强度可以被光学探测器检测到。

3.激发/发射条件：荧光需要光子激发，因此需要有光源；同时，荧光光子在迅速发射后会立即扩散，因此需要进行及时的光学检测。

3荧光探针应用于重金属检测的方法荧光探针检测重金属的方法一般基于以下两个原理：1.荧光猝灭法荧光猝灭法是指某些重金属离子能破坏荧光物质的发光过程，从而减少或消失荧光信号。

这种方法常常应用于离子型重金属离子如Cu2+、Hg2+、Pb2+、Ag+等的检测。

荧光猝灭法的优点是检测速度快、灵敏度高、实现简单，缺点是存在一些干扰物质的影响，如有机物、铁离子、杂质离子以及硫、硒等含有硫醇、硫酸等官能团物质。

2.亲合作用法亲合作用法是指针对某些特殊荧光剂和重金属之间存在的可以形成稳定络合物的亲和性作用，通过测量产生的荧光信号来检测重金属离子。

这种方法可以用于测量和识别大部分离子和有机物。

亲合作用法的优点是广泛适用、灵敏度高、可靠性好，缺点是检测前需要对样品进行前处理，而且需要处理条件中的pH、温度、离子强度等参数掌握得非常准确。

4荧光探针的特点荧光探针具有以下几个显著的特点：1.非破坏性：荧光探针不破坏样品，在测试中不需要进行样品的前处理，因此可以大量节省时间和劳动力。

低含量锌检测方法低含量锌检测方法1. 引言在很多实验室和工业生产场景中，检测低含量锌的方法非常重要。

锌是一种重要的微量元素，它在农业、医药和环境领域都有着广泛的应用。

本文将介绍几种常用的低含量锌检测方法。

2. 感应耦合等离子体质谱法（ICP-MS）- ICP-MS技术是一种高灵敏度的分析方法，能够同时测定多种金属元素的含量。

- 该方法需要使用专用仪器设备，通过将样品离子化后通过质谱仪进行分析，能够实现锌的定量检测。

- ICP-MS法具有高精度、高灵敏度和较宽的线性范围等优点，适用于低含量锌的检测。

3. 电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）- ICP-OES是一种高灵敏度、高分辨率的光谱分析方法，用于测定金属元素含量。

- 该方法利用样品经ICP等离子体激发产生的特定光谱进行分析，可准确测定锌含量。

- ICP-OES法具有宽线性范围、较低的相对标准偏差和较好的准确性等特点，可应用于低含量锌的测定。

4. 原子吸收光谱法（AAS）- AAS是一种常用的金属元素分析方法，通过测定金属元素对特定波长的吸收光进行定量分析。

- 该方法通常需要将样品转化为气体态或液体态，然后使用特定光源和光谱仪进行测定。

- AAS法具有高选择性、较低的检测限和较好的准确性，在低含量锌的检测中也有较好的应用前景。

5. 电化学法- 电化学法是一种基于电流或电势的测定方法，常用于金属离子的测定。

- 在锌的电化学测定中，可以利用锌与电极的氧化还原反应进行定量分析。

- 电化学法具有非常高的选择性和灵敏度，适用于低含量锌的测定。

6. 荧光光谱法- 荧光光谱法是一种基于物质的吸收和发射荧光的分析方法，广泛应用于金属离子的检测。

- 在锌的荧光光谱法中，可以利用特定荧光探针与锌离子的络合反应进行测定。

- 荧光光谱法具有高选择性、高灵敏度和较快的反应速度，适用于低含量锌的分析测定。

本文介绍了几种常用的低含量锌检测方法，包括ICP-MS、ICP-O ES、AAS、电化学法和荧光光谱法。

游离锌离子形态学检测方法探究【摘要】目的:使用ivZnSAMG、ZnSeAMG、iZnSAMG、TSQ荧光、Zinquin荧光对海马苔藓游离锌离子进行染色和比较。

方法: ivZnSAMG：采用Na2S溶液灌流的锌离子结合方式；ZnSeAMG：采用事先注射硒酸钠的体内锌离子结合方式；iZnSAMG：采用取动物新鲜组织浸泡在浸染液中的锌离子结合方式；以上三种方法处理后均采用相同的AMG孵育显色。

TSQ、Zinquin荧光 :均为新鲜组织取材，液氮处理后荧光下观察。

结果：在小鼠海马，所有染色方法均能标记出苔藓纤维的染色，各种染色在苔藓纤维标记有细节上的差异。

所有染色方法中特异性最高的是ZnSeAMG；但其敏感性相对较差。

而ivZnSAMG的敏感性最高，而其特异性则相对较差。

结论：本实验中使用的游离锌离子染色方法都能成功的对游离锌离子进行标记，而这些染色方法的特异性和敏感性各有不同，对染色细节的雕琢能力也各有不同，因此可以根据这些方法的各自特点在实验选取适合的方法。

【关键词】游离锌离子；N(6methoxy8quinolyl)p toluene sulfonamide (TSQ)荧光技术；金属自显影；Zinquin 荧光技术；苔藓纤维ＡｂｓｔｒａｃｔObjective:To compare the difference dying results of the free zinc in the hippocampus mossy fiber between the different methods such as Na2SAMG、ZnSeAMG、iZnSAMG、TSQfluorescence and Zinquin fluorescence. Method: Na2SAMG：zinc was combined with sodium sulphide perfusion; ZnSeAMG：zinc was combined with injection sodium selenite in advanced；iZnSAMG：the animal's fresh tissue immersed in the Timm's immersion fluid. Aboved three methods were followed by the same AMG method. TSQ、Zinquin fluorescence :the animal's fresh tissues were observed under the fluoresence microscope after the frozen in the liquid nitrogen. Results: In the hippocampus of the mice, the mossy fiber could be stained by all of the aboved methods. However there were some differences between them in details. Among all of the methods mentioned above, the ZnSeAMG method had the most specificity and the lowest sensibility but the ivZnSAMG method on the contrary properly. Conclusion:All of the above methods could catch the zinc, but the specificity and sensibility are different respectively. Therefore these different methods are used in the different experiments with the different destination.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ free zinc; N(6methoxy8 quinolyl)p toluene sulfonamide (TSQ) fluorescence; AMG (autometallography); Zinquin fluorescence; mossy fiber目前，检测锌离子的手段很多，其中检测细胞内外游离锌离子的形态学手段主要有两种，即金属自显影术(autometallography, AMG)和；N(6methoxy8quinolyl)p toluene sulfonamide (TSQ)和Zinquin锌荧光探针技术。

《新型金属离子荧光探针的合成及性能和应用的研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，荧光探针作为一种高效、灵敏的检测工具，在生物医学、环境监测、材料科学等领域中发挥着越来越重要的作用。

其中，金属离子荧光探针以其独特的选择性和灵敏度，成为了研究领域的热点。

本文将重点介绍一种新型金属离子荧光探针的合成过程，并探讨其性能及实际应用。

二、新型金属离子荧光探针的合成本研究所合成的金属离子荧光探针采用了一种新型的配体结构，通过配位作用与金属离子结合，从而产生荧光信号。

合成步骤如下：1. 合成配体：以苯胺为原料，经过多步反应，成功合成出目标配体。

在合成过程中，需严格控制反应条件，以确保产物的纯度和收率。

2. 合成金属离子荧光探针：将配体与目标金属离子在适宜的溶剂中进行配位反应，得到新型金属离子荧光探针。

该过程需在室温下进行，以避免对探针性能的影响。

三、新型金属离子荧光探针的性能1. 选择性：该新型金属离子荧光探针对特定金属离子具有较高的选择性，能够在多种金属离子共存的情况下，实现对目标金属离子的高效检测。

2. 灵敏度：该探针的灵敏度较高，能够在较低浓度下实现对目标金属离子的检测。

同时，该探针具有较低的检测限，提高了其在低浓度环境下的应用价值。

3. 稳定性：该探针在溶液中具有较好的稳定性，能够在较长时间内保持其荧光信号的稳定性，有利于提高实验结果的准确性。

四、新型金属离子荧光探针的应用1. 生物医学领域：该新型金属离子荧光探针可用于细胞内金属离子的检测和成像。

通过将探针引入细胞内，实现对细胞内金属离子的实时监测，有助于研究细胞内金属离子的代谢和作用机制。

2. 环境监测领域：该探针可应用于水体中重金属离子的检测。

将探针加入水样中，通过观察其荧光信号的变化，实现对水体中重金属离子的快速检测和监测。

3. 材料科学领域：该探针可用于材料中金属离子的分析和鉴定。

通过将探针与材料进行反应，实现对材料中金属离子的检测和定位，有助于评估材料的性能和质量。