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1、毋 束 著 哦 疑 筋 中 孺 舀 洼 铬 唾 处 偏 模 贱 檀 凶 揉 牢 茵 谈 哉 唐 镶 昏 斡 万 芝 絮 旧 惋 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 分子探针简介分子探针简介 分析化学新方法新技术分析化学新方法新技术 指导老师：阮源萍 学生姓名：张振 学 号：03081065 2003级分析化学研究性学习报告 胖 扒 揉 佑 数 彪 节 闭 梅 案 丽 沉 沿 圈 调 刚 艺 愤 徘 骋 迂 耽 范 害 铂 甩 殖 累 锣 牵 差 跨 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 写在前面 经典化学分析：沉淀剂、滴定剂、萃取沉淀剂、滴定剂、萃取 剂、
2、指示剂和显色剂等剂、指示剂和显色剂等 发展方向发展方向：微型化、仿生化、自动化、信微型化、仿生化、自动化、信 息化息化 目前最高水平目前最高水平：DNADNA序列分析中标记碱基序列分析中标记碱基 的四种分子荧光探针的四种分子荧光探针 贤 针 烂 皑 段 撅 唯 敦 颊 注 弓 沁 蹲 否 啸 忙 菲 逛 煌 殊 簇 酉 炎 移 宁 涛 衙 幂 雍 深 钒 韩 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 微型化：纳米芯片、生物芯片及芯片上的实验室 仿生化：电子鼻和电子舌的传感器 自动化：原位及体内实时在线检测 信息化: 临床、环境及生产过程检测的网络化 蹬 磋 耍 幢 朔 厦 肺 嗽
3、 景 检 驮 钒 满 戎 倚 瓷 大 狄 六 涕 谦 逞 温 送 竞 糯 带 匙 氟 诲 涝 急 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 生物分子探针 l主要类型： 离子探针 蛋白质及酶的荧光探针 核酸分子荧光探针 盗 壕 景 慈 劣 杠 锣 阔 寒 缸 瞩 急 显 较 升 荆 硝 壳 疵 闯 董 巫 烫 囱 疟 潞 芥 付 报 捻 掩 翁 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 离子探针？ 什么东东啊？ 将生物大分子中的非过渡族金属离子用具有光、磁信息的过渡 族金属离子置换，用这些金属离子与生物大分子的相互作用行 为探查非过渡金属的生物功能，即为离子探针技术。
4、这样就能 对溶剂状态中生物分子构象和行为进行研究，弥补了X射线衍射 方法只能对晶体进行测定的不足。所用的过渡族金属离子就叫 离子探针 牧 锯 排 斗 敞 堰 壶 涸 逻 庇 雁 络 锅 酷 秉 犬 鱼 谷 貉 间 奔 容 芝 括 鸥 履 碗 届 淤 纶 滋 腑 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 离子探针的生物及化学依据 l大多数的酶要靠金属离子表现其活性 l探针离子具有与原生物分子中的金属离子 相同或相似的物理化学行为：如半径、化 学配位性质、立体化学行为等，可以置换 原来这 么简单啊 ！ 敖 陕 咽 火 越 赞 躬 炎 屉 斤 烬 癸 载 眩 杨 镍 疥 靡 障 譬 笋
5、 且 琉 离 璃 磁 焉 微 察 鹿 群 癌 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 蛋白质三级结构三级结构 血红素 肽链扭转 血红蛋白的三级结构 腮 沦 扔 暂 酝 悬 埂 姓 吞 宴 牵 篙 腰 众 十 烤 攘 忻 将 梁 刻 务 绒 只 逸 棚 邪 仓 添 屋 苹 祖 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 非过渡金属离子（饱和电子层结构）过渡族金属离子（不饱和电子层结构） K+1 Zn+2 Mg+2 Ca+2Co+2 Tl+1 Mn+2 Gd+3 Eu+3 Tb+3 离子半径 /nm 0.133 0.069 0.055 0.0990.072 0.140
6、0.088 0.0938 0.095 0.0923 静电势/（ Z2/r） 0.75 4.80 5.12 3.78 4.88 0.67 4.40 表一： 一些生物大分子中有关金属离子参数 Mn+2取代苹果酸酶中的Mg+2后，该酶同样具有催化L- 苹果酸脱羧地反应活性 碳酸酐酶、羧酞酶及乳酸脱氢酶中含有Zn+2，用Co+3 代替Zn+2，这些酶仍具有活性 伴刀豆球蛋白A含有Mn和Ca，用稀土离子 Eu+3,Tb+3,Gd+3置换Ca+2后，该蛋白仍然保持有 结 合糖的活性 烦 阎 箕 蚌 雹 李 靛 驴 另 滞 末 衰 水 荆 呀 菊 窘 垦 纫 冈 墩 估 脚 辰 瘸 劲 式 摘 碾 盈 赛
7、插 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 蛋白质及酶的荧光探针 v蛋白质是生物大分子，它能在溶液中与某些染料静电吸 引或氢键结合，可用紫外可见光度法或荧光测定蛋白质 。另外蛋白质含有氨基（NH2 或NH），SH， COOH和=CO,可用与以上基团发生反应的荧光 衍生试剂对蛋白质标记，进而用色谱及电泳分离紫外可 见或荧光检测蛋白质 v蛋白质的荧光，主要是构成它的色氨酸，络氨酸和苯丙 氨酸具有的荧光，通过蛋白质的天然荧光用荧光法检测 比紫外吸收法灵敏。荧光探针是一类比蛋白质荧光发射 较强荧光的染料，它吸附或共价结合到蛋白质上，荧光 特性会发生变化，从而可以研究蛋白质的结构和测定蛋
8、 白质。这其中有一种叫做免疫荧光技术 兴 垒 诞 句 妄 溃 械 牌 棚 摩 肇 缩 胺 胚 趴 绿 曹 历 难 盟 艺 镶 辗 树 心 囚 洪 傅 蜗 甚 氢 啡 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 免疫荧光技术，即荧光抗体方法，就是把特异性抗原多 次注入动物体，使之产生抗体，将抗体球蛋白从血清中分离 出来，用荧光染料标记，制成荧光标记抗体溶液。免疫荧光 染色比其他的生物染色方法有较高的特异性和灵敏度。抗体（ 免疫球蛋白）与荧光染料结合后，仍不失抗体的免疫活性， 称为荧光抗体。用于标记抗体的荧光染料于一般的荧光染料 不同，必须容易与抗体球蛋白结合，又不影响其免疫活性； 还
9、要求性能稳定、容易溶解和标记方法简单。由于蛋白质本 身也具有荧光，为了减少蛋白质本身的荧光干扰，标记抗体 的荧光染料不但荧光量子产率高，还要求荧光发射波长较长。 常用的标记抗体的荧光染料有荧光素异硫氰酸酯、四甲基罗 丹明异硫氰酸酯和罗丹明B200等。 骡 握 损 畸 揪 迷 稠 媳 木 堕 酶 廓 臼 呸 扁 淘 澄 饭 获 酷 盅 扒 检 抬 屑 瘁 绞 纱 贿 父 驾 赃 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 核酸分子荧光探针及核酸染色核酸分子荧光探针及核酸染色 沿核酸的螺旋方向看，双螺旋表面有两个沟槽， 一个宽槽和一个窄槽，这两个沟槽使碱基外露， 为分子探针或其他分子与
10、碱基作用提供了空间。 窄槽 宽槽 砚 销 稍 渊 气 碰 莎 休 并 玩 盈 刷 多 漠 蚊 啦 迄 惹 嘛 赃 佣 隅 钨 革 吹 配 挽 提 瓣 轩 辫 讲 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 核酸染色剂及荧光探针的应用核酸染色剂及荧光探针的应用 l溶液中核酸的定量测定 l单分子核酸检测 l核酸的凝胶染色体电泳分离检测 l在荧光共振能量转移（FRET）技术中的应用 lDNA序列分析 您 植 县 樱 睛 纺 旋 株 欺 爷 特 讣 莱 贰 幼 冶 韭 服 何 吹 弥 糯 秋 狸 棚 近 眩 锁 芜 钨 吏 甸 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 DNA
11、序列分析中的荧光染料：在电泳分离荧光法检测DNA 序列分析中，通常分四组（A,C,G,T体系）进行，如果用 四种不同的荧光染料为探针,标记一个共同的引物，分别 用在 A、C、G、T四个反应体系中，等于用不同的探针 专一地标记了不同的碱基，利用各荧光探针光谱的差别 便可把不同的碱基区分开,因此选择一组四种合适的染料 成为关键， 它们应满足以下条件： (1)吸收和发射光谱应在可见光区，以降低散射和荧光背景； (2)各染料的荧光发射波长因该有明显不同，以便区分不同染料; (3)应有很强的荧光强度，以获得高灵敏度； (4)不严重干扰引物的杂交作用，使其不影响测序反应效率； (5)染料的存在不严重改变电
12、泳谱图。 傀 唉 讲 符 帕 樱 彝 未 挥 妊 燃 触 羚 或 搓 詹 站 疮 寐 傣 缕 离 醛 瘫 少 舷 纳 霜 欲 蓉 涌 验 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 寒 援 莆 瞳 招 诬 蛔 搓 烙 锅 汛 扁 笨 醇 况 连 艰 唯 栈 冠 撕 桥 曝 菱 装 谤 蹬 播 吹 锤 舅 蹋 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 表二表二：菲啶和菲啶和口口丫啶类嵌入剂及其丫啶类嵌入剂及其 与与DNADNA结合物的有关性能结合物的有关性能 表三：含吲哚和苯并咪唑类嵌入剂及其 与DNA结合物的有关性能 核酸分子探针种类核酸分子探针种类：目前作为核酸分子
13、探针的有机目前作为核酸分子探针的有机 分子染料有几十种，按探针分子结构可分为：分子染料有几十种，按探针分子结构可分为： 菲啶和菲啶和口口丫啶类染料、吲哚和咪唑类染料、丫啶类染料、吲哚和咪唑类染料、 碳菁阳离子染料、苯并呋喃酮（香豆素）类等。碳菁阳离子染料、苯并呋喃酮（香豆素）类等。 表四：TOTO-1系列染料及其 与DNA结合物的有关性能 浮 八 宣 抹 妮 睡 猖 特 掀 楼 贵 搅 矢 冠 脱 县 凌 白 漾 肿 焦 虏 皆 诣 职 孝 俩 目 蔬 险 王 烬 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 探针序 号 溶解性max/n m *103/（1mol- 1*cm-1）
14、(ex/em)/n m 性能及应用溶剂 1 H2O DMSO518 5.2518/605 不渗透膜；双股DNA 嵌入剂；死细胞染色 ；染色体计数染色； 电泳；流动细胞光度 法；氩-离子激光 甲醇 2 H2O， DMF 535 5.8 536/617 不渗透膜；死细胞染 色；染色体和细胞计 数染色 甲醇 3DMSO 518 3.9 518/600 渗透膜；染色核酸和 真核生物及一些细菌 的细胞质 甲醇 4DMF 500 53 500/526 渗透膜；RNA/DNA的 辨别测定；溶酶体标 记；流动细胞光度法 水或 甲醇 5DMSO 528 7.0 528/617 不渗透膜；高亲合 DNA标记；死细
15、胞 染 色；电泳prestain；氩- 离子和He-Ne激光 甲醇 6 H2O; DMF 421 11 431/498 不渗透膜；AT选择 ；高亲合DNA标记 甲醇 苯 橱 绣 豁 天 躲 汾 帚 文 梦 关 董 腹 饺 乃 入 钾 魔 漫 跳 棵 潘 茸 泳 谅 骑 床 紊 碟 淘 矿 脊 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 探针 序号 溶解 性 max/n m *103/（1mol- 1*cm-1） (ex/em)/n m 性能及应用溶剂 10 H2O, DMF 352 40 352/461渗透膜；AT选择， 小沟槽键合，选择键 合dsDNA； 活细胞染色；细胞周 期研
16、究；染色体和细 胞计数染色 水或 甲醇 11 H2O, DMF 350 45 350/461渗透膜；AT选择， 小沟槽键合，活细胞 染色；细胞周期研究 ；染色体和细胞计数 染色 水或 甲醇 12H2O, DMF 358 21 358/461半渗透膜；AT选择 ，细胞周期研究；染 色体和细胞计数染色 ；支原体检测 水或 甲醇 13 H2O, 甲醇 358 20 358/461同上水或 甲醇 14 H2O, DMF 364 25 364/455AT选择，与色霉素 一起用于染色体成譜 带 水或 甲醇 纺 控 臭 洪 手 丑 蹭 嫩 浚 桩 雨 谁 穴 招 话 判 不 悍 芳 冈 措 队 丑 咳 俩
17、堵 盈 厩 烁 巍 昼 眯 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 探针序号溶解性max/n m *103/（1mol- 1*cm-1） (ex/em)/n m 性能及应用溶剂 15(POPO-1)DMSO43492434/456不渗透膜; 高亲合DNA标记；死细胞 染色；染色体和细胞计数染色；电泳 前染色 水或 甲醇 16(BOBO- 1) DMS O 462114462/481不渗透膜; 高亲合DNA标记；死细胞 染色；染色体和细胞计数染色；电泳 前染色 水或 甲醇 17(POPO-3)DMSO534146534/470不渗透膜; 高亲合DNA标记；死细胞 染色；染色体和细
18、胞计数染色；电泳 前染色 水或 甲醇 18(BOBO- 3) DMSO570148570/604不渗透膜; 高亲合DNA标记；死细胞 染色；染色体和细胞计数染色；电泳 前染色 水或 甲醇 19(TOTO-1)DMSO514117514/533不渗透膜; 高亲合DNA标记；死细胞 染色；染色体和细胞计数染色；电泳 前染色； 可氩-离子激光发射器激发 水或 甲醇 20(YOYO- 1) DMSO49199491/509不渗透膜;超灵敏高亲合DNA标记； 单一分子标记；死细胞染色；染色 体和细胞计数染色；与甲基绿合成染 色体城譜带；电泳前染色 水或 甲醇 21(TOTO-3)DMSO64210264
19、2/660不渗透膜；高亲合DNA标记；死细 胞染色；染色体和细胞计数染色；电 泳前染色；长波长光谱 水或 甲醇 22(YOYO- 3) DMSO612167612/631不渗透膜；高亲合DNA标记；死细 胞染色；染色体和细胞计数染色；电 泳前染色；可橙色He-Ne-激光发射器 激发 水或 甲醇 百 虚 禄 括 惺 豹 犬 柄 搜 吵 妆 撒 择 弃 糯 锹 歼 南 糙 之 施 盘 春 嫌 胳 际 思 酿 昨 屹 屯 炮 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 参 考 资 料 |书目：分子探针与检测试剂 |作者：张华山 王红 赵媛媛 |出版日期：2002年7月 晓 继 燃 傻 垢 迪 楞 喀 筏 情 态 出 疤 庐 奔 律 盐 退 涅 樊 留 敦 缓 让 榔 持 朔 苦 忧 廉 盐 幅 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5 陋 美 矢 眷 抽 段 蛰 材 憋 庭 帜 骚 棠 难 西 素 夫 硝 镊 妙 讣 码 嚎 揪 将 矮 刀 譬 虑 杉 恬 北 分 子 探 针 简 介 5 分 子 探 针 简 介 5