Lecture6-分子荧光光谱法

2001年美国遭受 2001年美国遭受911 美国世贸大厦内一共有2 年美国遭受911袭击时 911袭击时， 袭击时，美国世贸大厦内一共有2 万5千多人， 千多人，人们惊讶地发现了一个世界都为之惊叹的纪 录：两座大楼里， 两座大楼里，1万8千多人在上百层的大楼完全断电的 情况下， 情况下，在一个半小时之内成功逃生。 在一个半小时之内成功逃生。应用： 应用：第六讲 分子发光分析molecular luminescence analysis目前， 目前，该分析方法广泛应用于生命物质 该分析方法广泛应用于生命物质（ 生命物质（DNA、 DNA、蛋白质、 蛋白质、 糖类） 糖类）的检测， 的检测，病毒、 病毒、细胞等活性物质的分析 细胞等活性物质的分析， 等活性物质的分析，超痕量元素 分析等！ 分析等！ • • • DNA排序 DNA排序 SAR病毒 SAR病毒、 病毒、禽流感病毒的检测 单分子检测荧光的产生 分子发光： 分子发光： 处于基态的分子吸收能量(电、热、化学和光能等)人们16世纪就发现荧光现象，但真正懂得解释这 一现象的时候，时间已经过了300多年了……被激发至激发态， 被激发至激发态，然后从不稳定的激发态返回至基 态并发射出光子， 态并发射出光子，此种现象称为发光。 此种现象称为发光。首先， 首先，人们懂得在分子的角度上解释。 人们懂得在分子的角度上解释。具有不饱和 键的基态分 子.对紫外光或可 见光产生选择 性的吸收。 性的吸收。电子跃 迁到激 发态.分子发光 （激发模式 不同）光致发光 化学(生物) 发光 热致发光 场致发光 摩擦发光荧光 分子发光 （激发态类型 不同）磷光电子跃迁到激发态后， 电子跃迁到激发态后，不稳定， 不稳定，要跃迁回基态， 要跃迁回基态，在这过程中能量需要被释 放，通过发光的形式和其他形式， 通过发光的形式和其他形式，我们称为辐射跃迁和非辐射跃迁。 我们称为辐射跃迁和非辐射跃迁。分子荧光光谱法： 分子荧光光谱法：基于化合物的荧光测量而建立起来的分析方法1

一、 分子发光的原理1） 分子的激发 分子轨道的多重态荧光分析特点： 荧光分析特点：★灵敏度高。 灵敏度高。检测限比UV-vis法低1~3个数量级； 个数量级； ★线性范围宽； 线性范围宽； ★选择性比吸收光谱法好（ 选择性比吸收光谱法好（能产生吸收的分子不一 定发射荧光 ★应用范围不如UV-vis广，因为有的分子不发荧光分子多重态 M 定义为M=2S+1如果分子中的电子自旋方向相反的， 如果分子中的电子自旋方向相反的，此时 S=0，M=l， 这种态被称为单重态或 这种态被称为单重态或 S 态。一般分子的基态是单重态 一般分子的基态是单重态S0， 若被激发时自旋方向没有改变， 若被激发时自旋方向没有改变，则得到激发单重态 则得到激发单重态S1、S2； 如果被激发的电子在激发时自旋方向发生了改变， 如果被激发的电子在激发时自旋方向发生了改变，呈(↑↑) 或(↓↓)，则 S=1，M=3，此种态被成为三重态或 此种态被成为三重态或 T 态。电子跃迁类型振动弛豫5 4 3 2 1 0内转换S2内转换 系间跨越S1 能 量紫 外 可 见 吸 收 光 谱T1 发 射 荧 光T2电子跃迁态图解图中按能量的高低， 图中按能量的高低，将单重态与三重态分别以 S0、 S1、S2…和 T1、T2…表示之。 表示之。应该指出， 应该指出，三重态的 能量总是低于相应的单重态的。 能量总是低于相应的单重态的。 电子的跃迁需受“选择律”的限制 ，S0→T1 禁阻跃迁（ 禁阻跃迁（几率很小）。 几率很小）。 S0外转换发 射 磷 振动弛豫 光λ1λ2λ ′2λ3• 无辐射跃迁电子处于激发态是不稳定状态， 电子处于激发态是不稳定状态 ， 返回基态时， 返回基态时 ， 通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量； 和无辐射跃迁等方式失去能量； ☆振动弛豫： 振动弛豫：同一电子能级中 同一电子能级中，由较高振动能级转至 较低振动能级的过程（ 较低振动能级的过程（热辐射）。 热辐射）。传递途径 辐射跃迁 无辐射跃迁☆内转换： 内转换：相同多重态的电子能级间 相同多重态的电子能级间， 的电子能级间，电子在等能级 电子在等能级 间的无辐射能级转移过程。 。 间的无辐射能级转移过程 ☆外转换： 外转换：激发态分子与溶剂或其他分子相互碰撞 激发态分子与溶剂或其他分子相互碰撞， 相互碰撞， 失去能量的过程。 失去能量的过程。使荧光 （或磷光） 或磷光）减弱甚至消失。 减弱甚至消失。荧光磷光系间跨越 内转移外转移振动弛豫是荧光熄灭（ 是荧光熄灭（或猝灭） 或猝灭）过程。 ☆系间窜越： 系间窜越：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐 射跃迁。 射跃迁。 改变电子自旋， 改变电子自旋，禁阻跃迁， 禁阻跃迁，通过自旋—轨 道耦合进行。 道耦合进行。2

• 辐射跃迁:荧光： 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振 受光激发的分子从第一激发单重态的最低振 动能级回到 回到基态 基态所发出的辐射 所发出的辐射。 动能级 回到 基态 所发出的辐射 。寿命为10-8 ~ 10 -11s。 由于是相同多重态之间的跃迁， 由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大， 几率较大，速度 大，速率常数kf为106~109s-1。二、激发光谱与荧光 激发光谱与荧光( 荧光(磷光) 磷光)发射光谱任何荧( 任何荧 ( 磷 ) 光都具有两种特征光谱： 光都具有两种特征光谱 ： 激发光谱与发射光谱。 激发光谱与发射光谱 。 它们是荧( 它们是荧(磷)光定性、 光定性、定量分析的基本依据。 定量分析的基本依据。 1)激发光谱 改变激发光波长， 1) 激发光谱 改变激发光波长 ，在最强荧 (磷 )光发射波长处的强 度变化进行测量， 度变化进行测量 ， 以激发波长对荧光强度作图可得到激发光谱。 以激发波长对荧光强度作图可得到激发光谱 。 • 测量方法： 测量方法：通过扫描激发单色器， 通过扫描激发单色器， 使不同波长的入射光照射激发荧光 体，发出的荧光通过固定波长的发射 单色器而照射到检测器上， 单色器而照射到检测器上，检测其荧 光强度。 光强度。 • 激发光谱与吸收光谱形状相似 •激发光谱可用于鉴别荧光物质； 激发光谱可用于鉴别荧光物质；在定 量时， 量时，用于选择最适宜的激发波长。 用于选择最适宜的激发波长。IF48004400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900固定 λem=620nm(MAX) 固定λλ ex =290nm (MAX)磷光： 磷光： 从第一激发三重态的最低振动能级回到 第一激发三重态的最低振动能级回到基态 回到基态 所发出的辐射。 所发出的辐射。由于磷光的产生伴随自旋多重态的 改变， 辐射速度远小于荧光， 改变 ，辐射速度远小于荧光 ，磷光寿命为10-4 ~10s。S0 →激发→ 激发→振动弛豫→ 振动弛豫→内转移→ 内转移→系间跨越→ 系间跨越→振动弛豫→ 振动弛豫→ T1λ2)发射光谱 2)发射光谱( 发射光谱(即荧光光谱) 即荧光光谱)与发射光谱相同条件下的磷光光谱•发射光谱。 发射光谱。一定波长和强度的激发波长辐照荧光物质， 一定波长和强度的激发波长辐照荧光物质，产 生不同发射波长的荧光， 生不同发射波长的荧光，以荧光强度对发射波长作图。 以荧光强度对发射波长作图。 •由于不同物质具有不同的特征发射峰， 由于不同物质具有不同的特征发射峰，因而使用荧光发射 光谱可用于鉴别荧光物质。 光谱可用于鉴别荧光物质。•固定激发波长IF48004400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 9003）.磷光光谱IF48004400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900激发光谱扫描发射波长•发射光谱的形状与激发波长无关： 发射光谱的形状与激发波长无关：发射光谱固定λex=290nm (MAX)λλem= 620nm(MAX)λ 系间跨跃 振动弛豫 磷光发射 →T （高振动能层） →T （低振动能层） → S S     高振动能层）    低振动能层）    1 1 1 04）荧光光谱的特点： 荧光光谱的特点：①斯托克斯位移（ 斯托克斯位移（Stokes shift)。与激发光谱相比， 与激发光谱相比，荧光光 谱的波长总是出现在更长的波长处； 谱的波长总是出现在更长的波长处； ②荧光光谱与激发波长无关。 荧光光谱与激发波长无关。无论用λ 无论用λ=290和350nm作激 发光源， 发光源，所得荧光光谱形状和峰的位置都是相同； 所得荧光光谱形状和峰的位置都是相同；IF4800固定 λem=620nm(MAX)0→ →4 0→ →3 0→ →2 0→ →3三、其他荧光光谱技术： 其他荧光光谱技术：1）.同步荧光光谱•定义 定义： 定义：同步荧光光谱通常指固定波长同步荧光光谱， 同步荧光光谱通常指固定波长同步荧光光谱，是使发射波长和 激发波长之间保持固定的波长间隔∆λ（∆λ= λem － λex）， ex），同时扫描 ），同时扫描 激发和发射两个单色器波长， 激发和发射两个单色器波长，由测得的荧光强度信号（ 由测得的荧光强度信号（F）与对应的发 射波长（ 射波长（λem） em）或激发波长（ 或激发波长（λex） ex）作图得到的光谱图。 作图得到的光谱图。 •两组份同时鉴定定量 两组份同时鉴定定量： 两组份同时鉴定定量：∆λ的选择是关键， 的选择是关键，关系到光谱峰的强度、 关系到光谱峰的强度、形 状和峰之间的“ 状和峰之间的“错位” 错位”程度， 程度，也即关系到检测的灵敏度和选择性。 也即关系到检测的灵敏度和选择性。固定 λex =290nm (MAX)0→ →1 0→2③荧光发射光谱与 激发光谱成镜像对 称。4400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 12000→4 0→ →1发射光谱激发光谱800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900激发波长为540 nm,发射波长为556 nm, stokes 位移为16 nm 牛血清蛋白的同步荧光图λex =290nm (MAX)λλem= 620nm(MAX) 620nm(MAX)3

2）.三维荧光光谱 同步荧光中， 同步荧光中，以荧光强度、 以荧光强度、激发光谱和发射光谱为坐标可获 得三维荧光谱。 得三维荧光谱。3D光谱图蒽的3D 蒽的3D荧光光谱 3D荧光光谱3）.共振光散射（ 共振光散射（RLS） RLS） 定义： 定义 ： 在普通的荧光光度计上选择合适的激发和发射通带宽 度，采用相等的激发和发射波长同时扫描激发和发射单色器所 得的同步光谱（∆λ=0），即为共振散射光谱。 特点： 特点： • 更稀溶液的测定 • 选择性更好（不同的吸收光谱有不同的RLS特征） • 大分子非键作用（缔合、聚集，偶极作用）敏感，可 研究反应历程 •可用于考察静电，疏水作用及电荷转移等更多的信息。平面等高线（ 平面等高线（等强度） 等强度）光谱图三维荧光指纹技术已被广泛应用在油种鉴别、水体检测领域四、荧光强度及影响荧光的因素If =2.3 ϕ I0 εbc荧光是物质吸收光子之后发出的辐射， 荧光是物质吸收光子之后发出的辐射，荧光强度（ 荧光强度（F） 与荧光物质的吸光程度及其发射荧光的能力有关。1. 荧光强度与浓度的关系 If = ϕIa ϕ：荧光量子产率根据Beer定律 Ia：吸收的光量子数b Ia tIf = K c定量分析 依据F即荧光强度与荧光物质的浓度成正比， 即荧光强度与荧光物质的浓度成正比，(在极稀的溶 液中， 液中，当A≤0.05时才成立 0.05时才成立) 时才成立)。对于较浓溶液， 对于较浓溶液，由于猝 灭现象和自吸收等原因， 灭现象和自吸收等原因，使荧光强度和浓度不呈线性 关系。 关系。Ia = I0 - It = I0(1- e -εbc)I0和It分别是入射光强度和透射光强度。 分别是入射光强度和透射光强度。代入上式 If = ϕ I0(1- 10 -A) = ϕ I0(1- e -2.3εbc)2. 荧光量子产率ϕ物质分子发射荧光的能力用荧光量子产率（ 物质分子发射荧光的能力用荧光量子产率（ϕ）表示： 表示：3.荧光与结构的关系（1）电子跃迁类型 发射 π*→π跃迁 →π跃迁比 跃迁更常见（有机物） 有机物） 跃迁比π*→n跃迁更常见（发射荧光的分子数 ϕ = 激发态的分子数发射的光子数 = 吸收的光子数荧光强度（ I f） = 吸收的光强（ I a）（2）共轭效应 芳香族化合物的荧光最常见且最强， 芳香族化合物的荧光最常见且最强，大多数 未取代芳烃在溶液中发荧光， 未取代芳烃在溶液中发荧光，随着环的数目和稠合程度增ϕ与失活过程的速率常数k 与失活过程的速率常数k有关： 有关：Φ= ϕ k kff加 ， 荧光峰红移， 荧光峰红移 ， φ↑ 。 简单杂环化合物不发荧光， 简单杂环化合物不发荧光 ， 但 具有稠环结构的杂环化合物都发荧光。 具有稠环结构的杂环化合物都发荧光 。 （3）刚性平面结构效应 有刚性结构的分子容易发荧光， 有刚性结构的分子容易发荧光，刚 性和共平面性的增加有利于荧光发射。 性和共平面性的增加有利于荧光发射 。芴 联苯+ k i + k ec + k ic凡是使荧光速率常数k 凡是使荧光速率常数kf增大而使其他失活过程（ 增大而使其他失活过程（系间窜越、 系间窜越、 外转换、 外转换、内转换） 内转换）的速率常数减小的因素都可使荧光增强。 的速率常数减小的因素都可使荧光增强。φF=1φF=0.24

(4)取代基的影响 (4)取代基的影响 芳环上有COOH COOH、 芳环上有 COOH、C=O， C=O，-NO2、 NO2、 -N=NN=N-，-CHO等 CHO等吸电子基团 取代时， 取代时，荧光减弱或猝灭； 荧光减弱或猝灭； 给电子取代基如 给电子取代基如-OH、 OH、-OR、 OR、NH2、-NR2、-CN、 CN、-OCH3,等使 荧光强度增强（ 荧光强度增强（红移）。 红移）。 重原子效应 含有重原子 （Cl， Cl，Br， Br，I）分子中， 分子中，系 间窜跃的几率大, 间窜跃的几率大,使荧光减 弱，磷光增强。 磷光增强。-SO3H，-NH3+和烷基取代4.荧光与环境因素的关系化合物 苯C6H5COOH C6H5NO2 C6H5CH3 C6H5OH C6H5OCH3 C6H5NH2 C6H5CN C6H5Cl C6H5Br C6H5I相对荧光强度 10 ★温度： 温度：T降低会使荧光强度增大； 降低会使荧光强度增大；3 0 17 18 20 20 20 7 5 0化合物 ★PH： PH：带有酸性或碱性取代基的芳香 化合物的荧光与pH 化合物的荧光与pH有关 pH有关； 有关； ★溶剂 溶剂极性增加有时会使荧光 强度增加， 强度增加，荧光波长红移； 荧光波长红移；若溶剂 和荧光物质形成氢键或使荧光物质 电离状态改变， 电离状态改变，会使荧光强度、 会使荧光强度、荧 光波长改变； 光波长改变；含重原子的溶剂（ 含重原子的溶剂（碘 乙烷、 乙烷、四溴化碳） 四溴化碳）使荧光减弱。 使荧光减弱。 ★溶解氧的存在往往使荧光强度降低 溶解氧的存在往往使荧光强度降低。 的存在往往使荧光强度降低。 ★ 荧光猝灭： 荧光猝灭：碰撞猝灭， 碰撞猝灭，生产化合物 的猝灭， 的猝灭，氧的猝灭， 氧的猝灭，自猝灭。 自猝灭。 C6H5OH C6H5O— C6H5NH2 + C6H5NH3相对荧光 强度 18 10 200基，对分子发光影响较小。 对分子发光影响较小。5. 荧光分析： （A.直接荧光法， 直接荧光法， B 荧光猝灭法） 荧光猝灭法）1）. 工作曲线法直接荧光标准曲线法荧光熄灭工作曲线法五、荧光分析仪器和荧光法的应用1. 荧光分光光度计第一单色器（ 第一单色器（激发单色器） 激发单色器）选择激发光波长（＞ 选择激发光波长（＞250nm （＞250nm的紫外 250nm的紫外F FxF光）。第二单色器 ）。第二单色器（ 第二单色器（荧光单色器） 荧光单色器）与激发光入射方向垂直， 与激发光入射方向垂直，并Fx选择荧光波长， 选择荧光波长，可提高方法的选择性和准确度。 可提高方法的选择性和准确度。光源 激发 单色器 样品池Cx 吸收： 吸收： A = − lgCsCxCs2）. 荧光分析法的灵敏度发射 单色器 检测器 数据处理 仪器控制I F ∝ k , F , I0 , 荧光分析的灵敏度比紫外－ 荧光分析的灵敏度比紫外－可见分光光度法高103～104.A∝εIt = ε bC 荧光 荧光： ： IF I0= 2.30kφF I0 ε b Cφε紫外-可见分光光度计:光源 单色器 样品池 检测器 数据处理 仪器控制2. 荧光法在无机和有机化合物中应用--无机物： 无机物：通过与荧光试剂作用生成荧光螯合物而进行荧 光分析。 光分析。 --芳香化合物 芳香化合物：（ ：（共轭 共轭） 多能发生荧光， ：（ 共轭 ）多能发生荧光 ，可直接进行定量 分析（ 分析（痕量分析）。 痕量分析）。 --脂肪族化合物 脂肪族化合物： 与荧光试剂作用后才可产生荧光。 ：与荧光试剂作用后才可产生荧光 。 --生命物质： 生命物质：大部分的酶、 大部分的酶、蛋白质、 蛋白质、维生素等可发射荧光。 维生素等可发射荧光。名 称 结 构 式 CH2N23. 荧光法环境检测中的应用 --同步荧光法肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺 有机物及药物同时检测(1) (2)而且，将 (1)－(2)得：（3 ）NE 在 531.8 nm 处的荧光强度 FNE531.8 为固定值，不随浓度的改变而变化 （见图），则E对NE的干扰即可消除，由（3）式可求得NE在470 nm处的 有 效 荧 光 强 度 。 同 理 ， 把 E 看 作 分 析 物 ， NE 看 作 干 扰 物 ， 可 得 到 ， 为固定值（见图3），求得E在500 nm处的有 效荧光强度 。应用9-蒽基重氮甲烷某些羧酸丹磺酰氯N(CH3)2 SO2Cl伯胺、 伯胺、仲胺、 仲胺、酚或 氨基酸5

3. 荧光法环境检测中的应用 --共振光散射（ 共振光散射（RLS）法：3. 荧光法环境检测中的应用 --联用技术• 生物大分子相互作用（ 生物大分子相互作用（核 酸及蛋白质） 酸及蛋白质） • 大气成分检测 • 环境污染物检测共振光散射在环境污染物检测中的应用• 与流动注射技术联用 • 色谱联用 • 激光诱导技术-激光诱导荧光光谱例：色谱分离激光诱导荧光检测16中优先污染物混 合液， ，污染土壤样品中的PAH。 合液680 740 0.00613 0.1 0.023检测物质 Cd NO2Pb 甲醛 苏丹红I 苏丹红I 阴离子表面活性剂环境介质 河水， 河水， 湖水 环境水样 室内空气 辣椒制品 生活废水检测限 （ug/mL） ug/mL） 0.006334. 荧光法在生命科学中的应用 --荧光量子点量子点（ 量子点（quantum dots,QD），又称半 ），又称半 导体纳米微晶粒（ （semiconductor 导体纳米微晶粒 nanocrystal），通常是由 ），通常是由Ⅱ 通常是由ⅡB 和ⅥA 族 元素组成。 元素组成。98年以后研究热点。 年以后研究热点。Semiconductor Nanocrystals as Fluorescent Biological Labels4.6nm CdSeScience, Volume 281(5385). 2.1nm CdSeW1/2 ≈ 30nm--特点： 特点：（1）其激发谱为连续谱带， 其激发谱为连续谱带，用高于带 隙能量的光均可以激发， ，且发射谱尖锐 隙能量的光均可以激发 （2）光稳定性远高于传统的有机染料 分子， ，经过表面包覆的量子点其抗光漂 分子 白能力和光稳定性进一步提高 （3）量子点发射波长可调（ 量子点发射波长可调（通过纳米 粒径调节）（ ）（CdSe, CdS, ZnS） 粒径调节Figure 2. (A) Size-and material-dependent emission spectra of several surfactantcoated semiconductor nanocrystals in a variety of sizes. The blue series represents different sizes of CdSe nanocrystals with diameters of 2.1, 2.4, 3.1, 3.6, and 4.6nm (from right to left). The green series is of InP nanocrystals with diameters of 3.0, 3.5, and 4.6 nm. The red series is of InAs nanocrystals with diameters of 2.8, 3.6, 4.6, and 6.0 nm. (B) A true-color image of a series of silica-coated core (CdSe)-shell (ZnS or CdS) nanocrystal probes in aqueous buffer, all illuminated simultaneously with a handheld ultraviolet lamp.（3）安全： 安全：细胞毒性低， 细胞毒性低，可用于活细胞及体内研究 可用于活细胞及体内研究 （4）荧光时间长： 荧光时间长：荧光时间较普通荧光分子长数千倍， 荧光时间较普通荧光分子长数千倍，便于长 期跟踪和保存结果 （5）单个波长可 单个波长可激发所有的量子点， 激发所有的量子点，达到同时检测多种指标Multi-sample detection by different QD modification生物芯片技术： 生物芯片技术：量子点色彩的多样 性满足对生物大分子(protein,DNA) 所含复杂大量信息分析的要求Polymer + QD1+QD2 QD1-polymer-QD2Polymer微珠可以携带不同尺寸 Polymer微珠可以携带不同尺寸（ 微珠可以携带不同尺寸（颜 色）的量子点， 的量子点，被照射后开始发光， 被照射后开始发光， 经棱镜折射后传出， 经棱镜折射后传出，形成几种指定密 度谱线（ 度谱线（条形码）， 条形码），这种条形码在基 ），这种条形码在基 因芯片和蛋白质芯片技术中有光明的 应用前景6

• 用量子点检测肿瘤细胞• QD用于生物分子的超灵敏检测QD+ HS-CH2COOH QD-S-CH2COOHProtein-NH2 QD-S-CH2CONH-proteinsc en cea ZnS－Capped CdSe QD that is covalently coupled to protein分子磷光分析 在生物检测中的其它应用• 把量子点分别同生物素、 把量子点分别同生物素、尿素、 尿素、醋酸盐和某种抗体链 接了起来， 接了起来，成功的到达了特定的细胞结构； 成功的到达了特定的细胞结构； • 可以有许多种分子用作量子点的导引物质 可以有许多种分子用作量子点的导引物质， 导引物质，包括核酸、 包括核酸、 细胞膜上的脂质、 细胞膜上的脂质、同载体蛋白质或载体糖联系紧密的 蛋白质， 蛋白质，还有一些药物可以把量子点导引到特定细胞 结构中去； 结构中去； • 研究人员正致力于量子点在神经递质研究 研究人员正致力于量子点在神经递质研究（ 正致力于量子点在神经递质研究（了解神经 信号传导的研究） 信号传导的研究）中的应用。 中的应用。他们将量子点标记在一 种重要的神经递质5 种重要的神经递质5-羟色胺上, 羟色胺上, 然后观察了转运蛋白 是怎样推动神经递质在将信号通过相邻神经细胞的间 隙传递后， 隙传递后，又回到细胞中的过程； 又回到细胞中的过程； • 可以应用在医学成像技术中• 分子磷光分析定义： • 特点： 1. 波长比荧光长， 2. 磷光辐射寿命长 3.低温磷光：降低去活化过程，使磷光增强。 4.重原子效应 （I，Br，Cl）等提高磷强度化学发光分析• 化学发光：由化学反应提供的能量激发物 质产生的光辐射。发生于生物体的化学发 光，称为生物发光。利用化学发光而建立 起来的方法，为化学发光分析法。fluor eQD bioconjugate injection7

2001年美国遭受 2001年美国遭受911 美国世贸大厦内一共有2 年美国遭受911袭击时 911袭击时， 袭击时，美国世贸大厦内一共有2 万5千多人， 千多人，人们惊讶地发现了一个世界都为之惊叹的纪 录：两座大楼里， 两座大楼里，1万8千多人在上百层的大楼完全断电的 情况下， 情况下，在一个半小时之内成功逃生。 在一个半小时之内成功逃生。应用： 应用：第六讲 分子发光分析molecular luminescence analysis目前， 目前，该分析方法广泛应用于生命物质 该分析方法广泛应用于生命物质（ 生命物质（DNA、 DNA、蛋白质、 蛋白质、 糖类） 糖类）的检测， 的检测，病毒、 病毒、细胞等活性物质的分析 细胞等活性物质的分析， 等活性物质的分析，超痕量元素 分析等！ 分析等！ • • • DNA排序 DNA排序 SAR病毒 SAR病毒、 病毒、禽流感病毒的检测 单分子检测荧光的产生 分子发光： 分子发光： 处于基态的分子吸收能量(电、热、化学和光能等)人们16世纪就发现荧光现象，但真正懂得解释这 一现象的时候，时间已经过了300多年了……被激发至激发态， 被激发至激发态，然后从不稳定的激发态返回至基 态并发射出光子， 态并发射出光子，此种现象称为发光。 此种现象称为发光。首先， 首先，人们懂得在分子的角度上解释。 人们懂得在分子的角度上解释。具有不饱和 键的基态分 子.对紫外光或可 见光产生选择 性的吸收。 性的吸收。电子跃 迁到激 发态.分子发光 （激发模式 不同）光致发光 化学(生物) 发光 热致发光 场致发光 摩擦发光荧光 分子发光 （激发态类型 不同）磷光电子跃迁到激发态后， 电子跃迁到激发态后，不稳定， 不稳定，要跃迁回基态， 要跃迁回基态，在这过程中能量需要被释 放，通过发光的形式和其他形式， 通过发光的形式和其他形式，我们称为辐射跃迁和非辐射跃迁。 我们称为辐射跃迁和非辐射跃迁。分子荧光光谱法： 分子荧光光谱法：基于化合物的荧光测量而建立起来的分析方法1

一、 分子发光的原理1） 分子的激发 分子轨道的多重态荧光分析特点： 荧光分析特点：★灵敏度高。 灵敏度高。检测限比UV-vis法低1~3个数量级； 个数量级； ★线性范围宽； 线性范围宽； ★选择性比吸收光谱法好（ 选择性比吸收光谱法好（能产生吸收的分子不一 定发射荧光 ★应用范围不如UV-vis广，因为有的分子不发荧光分子多重态 M 定义为M=2S+1如果分子中的电子自旋方向相反的， 如果分子中的电子自旋方向相反的，此时 S=0，M=l， 这种态被称为单重态或 这种态被称为单重态或 S 态。一般分子的基态是单重态 一般分子的基态是单重态S0， 若被激发时自旋方向没有改变， 若被激发时自旋方向没有改变，则得到激发单重态 则得到激发单重态S1、S2； 如果被激发的电子在激发时自旋方向发生了改变， 如果被激发的电子在激发时自旋方向发生了改变，呈(↑↑) 或(↓↓)，则 S=1，M=3，此种态被成为三重态或 此种态被成为三重态或 T 态。电子跃迁类型振动弛豫5 4 3 2 1 0内转换S2内转换 系间跨越S1 能 量紫 外 可 见 吸 收 光 谱T1 发 射 荧 光T2电子跃迁态图解图中按能量的高低， 图中按能量的高低，将单重态与三重态分别以 S0、 S1、S2…和 T1、T2…表示之。 表示之。应该指出， 应该指出，三重态的 能量总是低于相应的单重态的。 能量总是低于相应的单重态的。 电子的跃迁需受“选择律”的限制 ，S0→T1 禁阻跃迁（ 禁阻跃迁（几率很小）。 几率很小）。 S0外转换发 射 磷 振动弛豫 光λ1λ2λ ′2λ3• 无辐射跃迁电子处于激发态是不稳定状态， 电子处于激发态是不稳定状态 ， 返回基态时， 返回基态时 ， 通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量； 和无辐射跃迁等方式失去能量； ☆振动弛豫： 振动弛豫：同一电子能级中 同一电子能级中，由较高振动能级转至 较低振动能级的过程（ 较低振动能级的过程（热辐射）。 热辐射）。传递途径 辐射跃迁 无辐射跃迁☆内转换： 内转换：相同多重态的电子能级间 相同多重态的电子能级间， 的电子能级间，电子在等能级 电子在等能级 间的无辐射能级转移过程。 。 间的无辐射能级转移过程 ☆外转换： 外转换：激发态分子与溶剂或其他分子相互碰撞 激发态分子与溶剂或其他分子相互碰撞， 相互碰撞， 失去能量的过程。 失去能量的过程。使荧光 （或磷光） 或磷光）减弱甚至消失。 减弱甚至消失。荧光磷光系间跨越 内转移外转移振动弛豫是荧光熄灭（ 是荧光熄灭（或猝灭） 或猝灭）过程。 ☆系间窜越： 系间窜越：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐 射跃迁。 射跃迁。 改变电子自旋， 改变电子自旋，禁阻跃迁， 禁阻跃迁，通过自旋—轨 道耦合进行。 道耦合进行。2

• 辐射跃迁:荧光： 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振 受光激发的分子从第一激发单重态的最低振 动能级回到 回到基态 基态所发出的辐射 所发出的辐射。 动能级 回到 基态 所发出的辐射 。寿命为10-8 ~ 10 -11s。 由于是相同多重态之间的跃迁， 由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大， 几率较大，速度 大，速率常数kf为106~109s-1。二、激发光谱与荧光 激发光谱与荧光( 荧光(磷光) 磷光)发射光谱任何荧( 任何荧 ( 磷 ) 光都具有两种特征光谱： 光都具有两种特征光谱 ： 激发光谱与发射光谱。 激发光谱与发射光谱 。 它们是荧( 它们是荧(磷)光定性、 光定性、定量分析的基本依据。 定量分析的基本依据。 1)激发光谱 改变激发光波长， 1) 激发光谱 改变激发光波长 ，在最强荧 (磷 )光发射波长处的强 度变化进行测量， 度变化进行测量 ， 以激发波长对荧光强度作图可得到激发光谱。 以激发波长对荧光强度作图可得到激发光谱 。 • 测量方法： 测量方法：通过扫描激发单色器， 通过扫描激发单色器， 使不同波长的入射光照射激发荧光 体，发出的荧光通过固定波长的发射 单色器而照射到检测器上， 单色器而照射到检测器上，检测其荧 光强度。 光强度。 • 激发光谱与吸收光谱形状相似 •激发光谱可用于鉴别荧光物质； 激发光谱可用于鉴别荧光物质；在定 量时， 量时，用于选择最适宜的激发波长。 用于选择最适宜的激发波长。IF48004400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900固定 λem=620nm(MAX) 固定λλ ex =290nm (MAX)磷光： 磷光： 从第一激发三重态的最低振动能级回到 第一激发三重态的最低振动能级回到基态 回到基态 所发出的辐射。 所发出的辐射。由于磷光的产生伴随自旋多重态的 改变， 辐射速度远小于荧光， 改变 ，辐射速度远小于荧光 ，磷光寿命为10-4 ~10s。S0 →激发→ 激发→振动弛豫→ 振动弛豫→内转移→ 内转移→系间跨越→ 系间跨越→振动弛豫→ 振动弛豫→ T1λ2)发射光谱 2)发射光谱( 发射光谱(即荧光光谱) 即荧光光谱)与发射光谱相同条件下的磷光光谱•发射光谱。 发射光谱。一定波长和强度的激发波长辐照荧光物质， 一定波长和强度的激发波长辐照荧光物质，产 生不同发射波长的荧光， 生不同发射波长的荧光，以荧光强度对发射波长作图。 以荧光强度对发射波长作图。 •由于不同物质具有不同的特征发射峰， 由于不同物质具有不同的特征发射峰，因而使用荧光发射 光谱可用于鉴别荧光物质。 光谱可用于鉴别荧光物质。•固定激发波长IF48004400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 9003）.磷光光谱IF48004400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900激发光谱扫描发射波长•发射光谱的形状与激发波长无关： 发射光谱的形状与激发波长无关：发射光谱固定λex=290nm (MAX)λλem= 620nm(MAX)λ 系间跨跃 振动弛豫 磷光发射 →T （高振动能层） →T （低振动能层） → S S     高振动能层）    低振动能层）    1 1 1 04）荧光光谱的特点： 荧光光谱的特点：①斯托克斯位移（ 斯托克斯位移（Stokes shift)。与激发光谱相比， 与激发光谱相比，荧光光 谱的波长总是出现在更长的波长处； 谱的波长总是出现在更长的波长处； ②荧光光谱与激发波长无关。 荧光光谱与激发波长无关。无论用λ 无论用λ=290和350nm作激 发光源， 发光源，所得荧光光谱形状和峰的位置都是相同； 所得荧光光谱形状和峰的位置都是相同；IF4800固定 λem=620nm(MAX)0→ →4 0→ →3 0→ →2 0→ →3三、其他荧光光谱技术： 其他荧光光谱技术：1）.同步荧光光谱•定义 定义： 定义：同步荧光光谱通常指固定波长同步荧光光谱， 同步荧光光谱通常指固定波长同步荧光光谱，是使发射波长和 激发波长之间保持固定的波长间隔∆λ（∆λ= λem － λex）， ex），同时扫描 ），同时扫描 激发和发射两个单色器波长， 激发和发射两个单色器波长，由测得的荧光强度信号（ 由测得的荧光强度信号（F）与对应的发 射波长（ 射波长（λem） em）或激发波长（ 或激发波长（λex） ex）作图得到的光谱图。 作图得到的光谱图。 •两组份同时鉴定定量 两组份同时鉴定定量： 两组份同时鉴定定量：∆λ的选择是关键， 的选择是关键，关系到光谱峰的强度、 关系到光谱峰的强度、形 状和峰之间的“ 状和峰之间的“错位” 错位”程度， 程度，也即关系到检测的灵敏度和选择性。 也即关系到检测的灵敏度和选择性。固定 λex =290nm (MAX)0→ →1 0→2③荧光发射光谱与 激发光谱成镜像对 称。4400 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 12000→4 0→ →1发射光谱激发光谱800 400 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900激发波长为540 nm,发射波长为556 nm, stokes 位移为16 nm 牛血清蛋白的同步荧光图λex =290nm (MAX)λλem= 620nm(MAX) 620nm(MAX)3

2）.三维荧光光谱 同步荧光中， 同步荧光中，以荧光强度、 以荧光强度、激发光谱和发射光谱为坐标可获 得三维荧光谱。 得三维荧光谱。3D光谱图蒽的3D 蒽的3D荧光光谱 3D荧光光谱3）.共振光散射（ 共振光散射（RLS） RLS） 定义： 定义 ： 在普通的荧光光度计上选择合适的激发和发射通带宽 度，采用相等的激发和发射波长同时扫描激发和发射单色器所 得的同步光谱（∆λ=0），即为共振散射光谱。 特点： 特点： • 更稀溶液的测定 • 选择性更好（不同的吸收光谱有不同的RLS特征） • 大分子非键作用（缔合、聚集，偶极作用）敏感，可 研究反应历程 •可用于考察静电，疏水作用及电荷转移等更多的信息。平面等高线（ 平面等高线（等强度） 等强度）光谱图三维荧光指纹技术已被广泛应用在油种鉴别、水体检测领域四、荧光强度及影响荧光的因素If =2.3 ϕ I0 εbc荧光是物质吸收光子之后发出的辐射， 荧光是物质吸收光子之后发出的辐射，荧光强度（ 荧光强度（F） 与荧光物质的吸光程度及其发射荧光的能力有关。1. 荧光强度与浓度的关系 If = ϕIa ϕ：荧光量子产率根据Beer定律 Ia：吸收的光量子数b Ia tIf = K c定量分析 依据F即荧光强度与荧光物质的浓度成正比， 即荧光强度与荧光物质的浓度成正比，(在极稀的溶 液中， 液中，当A≤0.05时才成立 0.05时才成立) 时才成立)。对于较浓溶液， 对于较浓溶液，由于猝 灭现象和自吸收等原因， 灭现象和自吸收等原因，使荧光强度和浓度不呈线性 关系。 关系。Ia = I0 - It = I0(1- e -εbc)I0和It分别是入射光强度和透射光强度。 分别是入射光强度和透射光强度。代入上式 If = ϕ I0(1- 10 -A) = ϕ I0(1- e -2.3εbc)2. 荧光量子产率ϕ物质分子发射荧光的能力用荧光量子产率（ 物质分子发射荧光的能力用荧光量子产率（ϕ）表示： 表示：3.荧光与结构的关系（1）电子跃迁类型 发射 π*→π跃迁 →π跃迁比 跃迁更常见（有机物） 有机物） 跃迁比π*→n跃迁更常见（发射荧光的分子数 ϕ = 激发态的分子数发射的光子数 = 吸收的光子数荧光强度（ I f） = 吸收的光强（ I a）（2）共轭效应 芳香族化合物的荧光最常见且最强， 芳香族化合物的荧光最常见且最强，大多数 未取代芳烃在溶液中发荧光， 未取代芳烃在溶液中发荧光，随着环的数目和稠合程度增ϕ与失活过程的速率常数k 与失活过程的速率常数k有关： 有关：Φ= ϕ k kff加 ， 荧光峰红移， 荧光峰红移 ， φ↑ 。 简单杂环化合物不发荧光， 简单杂环化合物不发荧光 ， 但 具有稠环结构的杂环化合物都发荧光。 具有稠环结构的杂环化合物都发荧光 。 （3）刚性平面结构效应 有刚性结构的分子容易发荧光， 有刚性结构的分子容易发荧光，刚 性和共平面性的增加有利于荧光发射。 性和共平面性的增加有利于荧光发射 。芴 联苯+ k i + k ec + k ic凡是使荧光速率常数k 凡是使荧光速率常数kf增大而使其他失活过程（ 增大而使其他失活过程（系间窜越、 系间窜越、 外转换、 外转换、内转换） 内转换）的速率常数减小的因素都可使荧光增强。 的速率常数减小的因素都可使荧光增强。φF=1φF=0.24

(4)取代基的影响 (4)取代基的影响 芳环上有COOH COOH、 芳环上有 COOH、C=O， C=O，-NO2、 NO2、 -N=NN=N-，-CHO等 CHO等吸电子基团 取代时， 取代时，荧光减弱或猝灭； 荧光减弱或猝灭； 给电子取代基如 给电子取代基如-OH、 OH、-OR、 OR、NH2、-NR2、-CN、 CN、-OCH3,等使 荧光强度增强（ 荧光强度增强（红移）。 红移）。 重原子效应 含有重原子 （Cl， Cl，Br， Br，I）分子中， 分子中，系 间窜跃的几率大, 间窜跃的几率大,使荧光减 弱，磷光增强。 磷光增强。-SO3H，-NH3+和烷基取代4.荧光与环境因素的关系化合物 苯C6H5COOH C6H5NO2 C6H5CH3 C6H5OH C6H5OCH3 C6H5NH2 C6H5CN C6H5Cl C6H5Br C6H5I相对荧光强度 10 ★温度： 温度：T降低会使荧光强度增大； 降低会使荧光强度增大；3 0 17 18 20 20 20 7 5 0化合物 ★PH： PH：带有酸性或碱性取代基的芳香 化合物的荧光与pH 化合物的荧光与pH有关 pH有关； 有关； ★溶剂 溶剂极性增加有时会使荧光 强度增加， 强度增加，荧光波长红移； 荧光波长红移；若溶剂 和荧光物质形成氢键或使荧光物质 电离状态改变， 电离状态改变，会使荧光强度、 会使荧光强度、荧 光波长改变； 光波长改变；含重原子的溶剂（ 含重原子的溶剂（碘 乙烷、 乙烷、四溴化碳） 四溴化碳）使荧光减弱。 使荧光减弱。 ★溶解氧的存在往往使荧光强度降低 溶解氧的存在往往使荧光强度降低。 的存在往往使荧光强度降低。 ★ 荧光猝灭： 荧光猝灭：碰撞猝灭， 碰撞猝灭，生产化合物 的猝灭， 的猝灭，氧的猝灭， 氧的猝灭，自猝灭。 自猝灭。 C6H5OH C6H5O— C6H5NH2 + C6H5NH3相对荧光 强度 18 10 200基，对分子发光影响较小。 对分子发光影响较小。5. 荧光分析： （A.直接荧光法， 直接荧光法， B 荧光猝灭法） 荧光猝灭法）1）. 工作曲线法直接荧光标准曲线法荧光熄灭工作曲线法五、荧光分析仪器和荧光法的应用1. 荧光分光光度计第一单色器（ 第一单色器（激发单色器） 激发单色器）选择激发光波长（＞ 选择激发光波长（＞250nm （＞250nm的紫外 250nm的紫外F FxF光）。第二单色器 ）。第二单色器（ 第二单色器（荧光单色器） 荧光单色器）与激发光入射方向垂直， 与激发光入射方向垂直，并Fx选择荧光波长， 选择荧光波长，可提高方法的选择性和准确度。 可提高方法的选择性和准确度。光源 激发 单色器 样品池Cx 吸收： 吸收： A = − lgCsCxCs2）. 荧光分析法的灵敏度发射 单色器 检测器 数据处理 仪器控制I F ∝ k , F , I0 , 荧光分析的灵敏度比紫外－ 荧光分析的灵敏度比紫外－可见分光光度法高103～104.A∝εIt = ε bC 荧光 荧光： ： IF I0= 2.30kφF I0 ε b Cφε紫外-可见分光光度计:光源 单色器 样品池 检测器 数据处理 仪器控制2. 荧光法在无机和有机化合物中应用--无机物： 无机物：通过与荧光试剂作用生成荧光螯合物而进行荧 光分析。 光分析。 --芳香化合物 芳香化合物：（ ：（共轭 共轭） 多能发生荧光， ：（ 共轭 ）多能发生荧光 ，可直接进行定量 分析（ 分析（痕量分析）。 痕量分析）。 --脂肪族化合物 脂肪族化合物： 与荧光试剂作用后才可产生荧光。 ：与荧光试剂作用后才可产生荧光 。 --生命物质： 生命物质：大部分的酶、 大部分的酶、蛋白质、 蛋白质、维生素等可发射荧光。 维生素等可发射荧光。名 称 结 构 式 CH2N23. 荧光法环境检测中的应用 --同步荧光法肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺 有机物及药物同时检测(1) (2)而且，将 (1)－(2)得：（3 ）NE 在 531.8 nm 处的荧光强度 FNE531.8 为固定值，不随浓度的改变而变化 （见图），则E对NE的干扰即可消除，由（3）式可求得NE在470 nm处的 有 效 荧 光 强 度 。 同 理 ， 把 E 看 作 分 析 物 ， NE 看 作 干 扰 物 ， 可 得 到 ， 为固定值（见图3），求得E在500 nm处的有 效荧光强度 。应用9-蒽基重氮甲烷某些羧酸丹磺酰氯N(CH3)2 SO2Cl伯胺、 伯胺、仲胺、 仲胺、酚或 氨基酸5

3. 荧光法环境检测中的应用 --共振光散射（ 共振光散射（RLS）法：3. 荧光法环境检测中的应用 --联用技术• 生物大分子相互作用（ 生物大分子相互作用（核 酸及蛋白质） 酸及蛋白质） • 大气成分检测 • 环境污染物检测共振光散射在环境污染物检测中的应用• 与流动注射技术联用 • 色谱联用 • 激光诱导技术-激光诱导荧光光谱例：色谱分离激光诱导荧光检测16中优先污染物混 合液， ，污染土壤样品中的PAH。 合液680 740 0.00613 0.1 0.023检测物质 Cd NO2Pb 甲醛 苏丹红I 苏丹红I 阴离子表面活性剂环境介质 河水， 河水， 湖水 环境水样 室内空气 辣椒制品 生活废水检测限 （ug/mL） ug/mL） 0.006334. 荧光法在生命科学中的应用 --荧光量子点量子点（ 量子点（quantum dots,QD），又称半 ），又称半 导体纳米微晶粒（ （semiconductor 导体纳米微晶粒 nanocrystal），通常是由 ），通常是由Ⅱ 通常是由ⅡB 和ⅥA 族 元素组成。 元素组成。98年以后研究热点。 年以后研究热点。Semiconductor Nanocrystals as Fluorescent Biological Labels4.6nm CdSeScience, Volume 281(5385). 2.1nm CdSeW1/2 ≈ 30nm--特点： 特点：（1）其激发谱为连续谱带， 其激发谱为连续谱带，用高于带 隙能量的光均可以激发， ，且发射谱尖锐 隙能量的光均可以激发 （2）光稳定性远高于传统的有机染料 分子， ，经过表面包覆的量子点其抗光漂 分子 白能力和光稳定性进一步提高 （3）量子点发射波长可调（ 量子点发射波长可调（通过纳米 粒径调节）（ ）（CdSe, CdS, ZnS） 粒径调节Figure 2. (A) Size-and material-dependent emission spectra of several surfactantcoated semiconductor nanocrystals in a variety of sizes. The blue series represents different sizes of CdSe nanocrystals with diameters of 2.1, 2.4, 3.1, 3.6, and 4.6nm (from right to left). The green series is of InP nanocrystals with diameters of 3.0, 3.5, and 4.6 nm. The red series is of InAs nanocrystals with diameters of 2.8, 3.6, 4.6, and 6.0 nm. (B) A true-color image of a series of silica-coated core (CdSe)-shell (ZnS or CdS) nanocrystal probes in aqueous buffer, all illuminated simultaneously with a handheld ultraviolet lamp.（3）安全： 安全：细胞毒性低， 细胞毒性低，可用于活细胞及体内研究 可用于活细胞及体内研究 （4）荧光时间长： 荧光时间长：荧光时间较普通荧光分子长数千倍， 荧光时间较普通荧光分子长数千倍，便于长 期跟踪和保存结果 （5）单个波长可 单个波长可激发所有的量子点， 激发所有的量子点，达到同时检测多种指标Multi-sample detection by different QD modification生物芯片技术： 生物芯片技术：量子点色彩的多样 性满足对生物大分子(protein,DNA) 所含复杂大量信息分析的要求Polymer + QD1+QD2 QD1-polymer-QD2Polymer微珠可以携带不同尺寸 Polymer微珠可以携带不同尺寸（ 微珠可以携带不同尺寸（颜 色）的量子点， 的量子点，被照射后开始发光， 被照射后开始发光， 经棱镜折射后传出， 经棱镜折射后传出，形成几种指定密 度谱线（ 度谱线（条形码）， 条形码），这种条形码在基 ），这种条形码在基 因芯片和蛋白质芯片技术中有光明的 应用前景6

• 用量子点检测肿瘤细胞• QD用于生物分子的超灵敏检测QD+ HS-CH2COOH QD-S-CH2COOHProtein-NH2 QD-S-CH2CONH-proteinsc en cea ZnS－Capped CdSe QD that is covalently coupled to protein分子磷光分析 在生物检测中的其它应用• 把量子点分别同生物素、 把量子点分别同生物素、尿素、 尿素、醋酸盐和某种抗体链 接了起来， 接了起来，成功的到达了特定的细胞结构； 成功的到达了特定的细胞结构； • 可以有许多种分子用作量子点的导引物质 可以有许多种分子用作量子点的导引物质， 导引物质，包括核酸、 包括核酸、 细胞膜上的脂质、 细胞膜上的脂质、同载体蛋白质或载体糖联系紧密的 蛋白质， 蛋白质，还有一些药物可以把量子点导引到特定细胞 结构中去； 结构中去； • 研究人员正致力于量子点在神经递质研究 研究人员正致力于量子点在神经递质研究（ 正致力于量子点在神经递质研究（了解神经 信号传导的研究） 信号传导的研究）中的应用。 中的应用。他们将量子点标记在一 种重要的神经递质5 种重要的神经递质5-羟色胺上, 羟色胺上, 然后观察了转运蛋白 是怎样推动神经递质在将信号通过相邻神经细胞的间 隙传递后， 隙传递后，又回到细胞中的过程； 又回到细胞中的过程； • 可以应用在医学成像技术中• 分子磷光分析定义： • 特点： 1. 波长比荧光长， 2. 磷光辐射寿命长 3.低温磷光：降低去活化过程，使磷光增强。 4.重原子效应 （I，Br，Cl）等提高磷强度化学发光分析• 化学发光：由化学反应提供的能量激发物 质产生的光辐射。发生于生物体的化学发 光，称为生物发光。利用化学发光而建立 起来的方法，为化学发光分析法。fluor eQD bioconjugate injection7