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一種新型雙光子激發(fā)熒光開關(guān)

激光制造網(wǎng)通訊員 來源:武漢光電國家實驗室(籌2011-01-25 我要評論(0 )   

綠色熒光蛋白是近幾十年來生物醫(yī)學(xué)研究熱點,并在 2008年獲得諾貝爾化學(xué)獎。實際上,通過基因重組可以得到藍、綠、橙和紅等各種不同顏色的熒光蛋白,還可以得到具有光響...

       綠色熒光蛋白是近幾十年來生物醫(yī)學(xué)研究熱點,并在2008年獲得諾貝爾化學(xué)獎。實際上,通過基因重組可以得到藍、綠、橙和紅等各種不同顏色的熒光蛋白,還可以得到具有光響應(yīng)或光開關(guān)的熒光蛋白。與普通熒光蛋白比較,光響應(yīng)熒光蛋白表現(xiàn)出光致變色熒光或光致可逆熒光特征。所有這些蛋白可以成功的用于細胞內(nèi)的熒光示蹤,而光開關(guān)熒光蛋白更在近年來研究熱點——超分辨熒光成像中發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前在小分子超分辨可逆熒光成像方面,已有少量報道。然而通過基因重組得到的熒光和光響應(yīng)熒光蛋白與有機小分子同樣遭受光漂白的不幸命運。為此合成新型可耐光漂白的熒光探針變得非常迫切。

      武漢光電國家實驗室有機光電子團隊的朱明強教授課題組開發(fā)出的可逆熒光聚合物納米顆??梢院芎玫貪M足目前超分辨成像探針的要求。自2006年在JACS上第一篇可逆熒光聚合物納米顆粒成像探針問世以來,已連續(xù)在JACS上發(fā)表4 篇有機分子熒光開關(guān)論文,并獲得廣泛關(guān)注。在前期研究基礎(chǔ)上,該課題組通過光開關(guān)分子設(shè)計與合成條件優(yōu)化,得到一系列具有不同光開關(guān)性能的可逆熒光聚合物納米顆粒,以滿足超分辨熒光成像、光學(xué)信息存儲等不同領(lǐng)域的應(yīng)用。利用雙光子激發(fā)可逆熒光成像技術(shù),在細胞水平可以對靶向功能團進行反復(fù)多次的熒光成像,沒有明顯的光漂白現(xiàn)象。與短波長紫光激發(fā)相比較,雙光子激發(fā)持續(xù)激發(fā)導(dǎo)致的光漂白幾乎觀察不到。研究結(jié)果表明,這種熒光探針很有可能在超分辨可逆熒光成像和光學(xué)信息存儲等不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。該研究結(jié)果于12月16日正式發(fā)表在Journal of the American Chemical Society(JACS美國化學(xué)會志)2010年網(wǎng)絡(luò)在線版上(DOI: 10.1021/ja106895k)。

     研究表明,這種有機熒光開關(guān)在不同聚集態(tài)和不同介質(zhì)中的光學(xué)性質(zhì)具有很大差異,具有很好的可調(diào)性。因此,設(shè)計合適的熒光開關(guān)材料不僅成功地用于可逆熒光成像,還可以應(yīng)用在熒光防偽、光學(xué)信息存儲等技術(shù)領(lǐng)域。目前該課題組正在篩選不同尺寸不同熒光的可逆熒光納米顆粒,以針對生物光子學(xué)和信息技術(shù)等不同領(lǐng)域的需求。

                                         熒光開關(guān)光化學(xué)與光物理過程示意圖

 

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