用于卵巢癌标志物β-Gal检测的荧光探针研究进展

卵巢癌是最常见的妇科癌症之一，其患者大多数在晚期被诊断出，导致卵巢癌患者的死亡率高。因此，对隐匿症状的早期诊断是患者生存率提高的重要保障。β-半乳糖苷酶(β-Gal)在原发性卵巢癌中的过表达而被认定为卵巢癌生物标志物，所以快速精准的β-Gal检测技术对卵巢癌早期诊断至关重要。近年来，荧光探针技术已成为生物体内监测和可视化的有力工具。目前已经报道了大量的用于检测β-Gal的荧光探针，但是，用于卵巢癌β-Gal检测和可视化成像的荧光探针相对较少。主要综述用于卵巢癌细胞生物标志物β-Gal检测的荧光探针的研究进展，并对探针的发展进行展望。     

近红外荧光探针检测碱性磷酸酶的研究进展

碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)是重要的水解酶之一,与多种疾病的发生发展有关,是一种应用广泛的生物标志物。生物体中ALP的荧光成像对于生物学研究具有重要的意义。然而现在对体内碱性磷酸酶的检测仍面临着巨大的挑战,目前,近红外(Near Infrared,NIR)荧光探针因其光毒性低、生物分子自发荧光干扰小、光散射低、组织穿透能力强、稳定性好,可达到近红外发光并且可以实现活体动物肿瘤组织成像等优点成为检测体内小分子物质的新型手段。本文将对近年来碱性磷酸酶的主要检测方法尤其是荧光探针检测法及近红外荧光探针检测法进行详细的综述。     

反应激活型酶荧光探针的研究进展

酶在维持生物体内稳态与生命活动的正常运行方面发挥着举足轻重的作用。某些特定酶含量及活性的异常与人类重大疾病的发生与发展密切相关。因此,生物体内特定酶的实时原位检测及可视化成像具有重要的意义。化学荧光探针具有选择性好、灵敏度高及高时空分辨率可视化成像等优点,近年来研究者设计合成了大量的可用于生物体系内酶识别与可视化成像的荧光探针。目前识别酶的荧光探针主要有两类:(1)基于酶对荧光探针分子中酶抑制剂基团的识别引起探针荧光信号的变化;(2)基于酶对荧光探针特异性催化反应来实现识别前后荧光信号的激活,称为反应激活型酶荧光探针。对反应激活型酶荧光探针的设计策略及4种重大疾病相关的生物标志酶(单胺氧化酶、β-半乳糖苷酶、硝基还原酶、γ-谷氨酰转肽酶)的识别可视化荧光探针研究进展进行了综述,对未来酶识别荧光探针的研究方向进行了展望。     

荧光传导机理构建β-半乳糖苷酶探针的研究进展

?β-半乳糖苷酶（β-Gal）是细胞溶酶体中的一种糖苷水解酶，在催化糖苷键水解以及维持正常生命活动等领域起着至关重要的作用。开发能精确、快速检测?β-Gal活性的方法对于卵巢癌、细胞衰老引发疾病的早期诊断和分子生物学领域的研究是十分重要的。考虑到荧光探针具有检测灵敏、响应迅速和时空分辨率高等特性，该综述对近年来报道的?β-Gal荧光探针研究进展及其疾病诊断效果进行了总结，介绍了依据ICT、FRET、AIE和PET等信号传导机理构建?β-Gal荧光探针的分子设计策略及应用特点，并重点介绍了二维检测体系能够突破探针使用单一信号传导机理进行检测时常遇到的局限。综上，合理应用荧光信号传导机理构建具有灵敏性、空间分辨率高，化学稳定性好和细胞蓄积能力强等特点的β-Gal荧光探针，能够推进β-Gal荧光探针在卵巢癌诊断及治疗效果评价，细胞衰老程度评估和个体健康寿命预测等生物领域的高效应用。     

反应激活型酶荧光探针的研究进展

酶在维持生物体内稳态与生命活动的正常运行方面发挥着举足轻重的作用。某些特定酶含量及活性的异常与人类重大疾病的发生与发展密切相关。因此,生物体内特定酶的实时原位检测及可视化成像具有重要的意义。化学荧光探针具有选择性好、灵敏度高及高时空分辨率可视化成像等优点,近年来研究者设计合成了大量的可用于生物体系内酶识别与可视化成像的荧光探针。目前识别酶的荧光探针主要有两类：（1）基于酶对荧光探针分子中酶抑制剂基团的识别引起探针荧光信号的变化;（2）基于酶对荧光探针特异性催化反应来实现识别前后荧光信号的激活,称为反应激活型酶荧光探针。对反应激活型酶荧光探针的设计策略及4种重大疾病相关的生物标志酶（单胺氧化酶、β-半乳糖苷酶、硝基还原酶、γ-谷氨酰转肽酶）的识别可视化荧光探针研究进展进行了综述,对未来酶识别荧光探针的研究方向进行了展望。     

花菁类近红外荧光探针在生物检测中的应用研究进展

随着现代生物学和生物技术的发展,近红外荧光探针作为一种重要的技术手段在许多领域都展现出了重要的应用价值。因具有背景干扰低、细胞损伤小、样品穿透性强、检测灵敏度高等优点,经常用于分子识别、医学诊断、生物分子检测以及生物成像等方面。本综述从金属离子检测、含硫小分子检测、活性氧（ROS）/活性氮（RNS）检测、酶识别、肿瘤细胞识别及治疗以及细胞内pH响应等方面,介绍了近年来花菁类荧光探针在生物检测中的应用研究进展。同时指出了花菁类荧光探针亟待解决的问题,通过花菁母体的结构修饰和改造提高探针的光稳定性、灵敏度、靶向性和水溶性,有望使其在生物检测以及疾病的诊断方面得到进一步应用发展。     

用于生物成像的近红外小分子荧光探针的研究进展

小分子荧光探针具有灵敏度高、生物相容性好、样品损伤小等优点，在疾病相关的生物分子检测领域显示出巨大潜力。但是，大部分的荧光探针发射波长短、斯托克斯位移较小，限制了其在生物成像中的应用。近年来，越来越多具有较长波长的近红外荧光探针被开发出来，用于疾病相关的生物分子的成像检测。对不同结构的荧光探针进行分类讨论，系统介绍了以花菁、半花菁、氧杂蒽和氟硼吡咯染料为荧光团的近红外探针的研究进展，简要概述近红外小分子荧光探针在对生物分子识别过程中的作用原理和生物成像领域的应用，这对荧光探针的性能提升和未来发展提出新的研究思路。     

基于醛基取代的氟硼二吡咯类荧光母体探针的合成及其应用

荧光探针具有灵敏度高、可实时检测、精准诊断与成像可视化等优点,被广泛应用于生物医药、信息存储、化学分析等领域。氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光探针因其优异的光物理化学特性而被广泛设计与开发使用。该文综述了醛基取代BODIPY荧光团的分子设计策略和功能化应用,包括α位醛基-BODIPY、β位醛基-BODIPY、meso位醛基-BODIPY和1,7-位醛基-BODIPY的不同位点醛基调控的BODIPY荧光母体探针及其在阴离子检测、生物硫醇识别及细胞成像等方面的研究进展。设计新型的醛基取代BODIPY探针,未来在精准诊疗上具有发展空间。     

基于醛基取代的氟硼二吡咯类荧光母体探针的合成及其应用

荧光探针具有灵敏度高、可实时检测、精准诊断与成像可视化等优点，被广泛应用于生物医药、信息存储、化学分析等领域。氟硼二吡咯（BODIPY）类荧光探针因其优异的光物理化学特性而被广泛设计与开发使用。该文综述了醛基取代的BODIPY荧光探针的分子设计策略和功能化应用，包括α位醛基BODIPY、β位醛基BODIPY、meso位醛基BODIPY和1,7-位醛基BODIPY的不同位点醛基调控的BODIPY荧光母体探针及其在阴离子检测、生物硫醇识别及细胞成像方面的研究进展。设计新型的醛基取代BODIPY荧光探针将在精准诊疗上具有巨大的发展空间。     

反应型HClO/ClO-荧光探针的研究进展

次氯酸/次氯酸根是活性氧化物中重要的信号分子，在生物医药和环境安全等方面发挥着重要作用。反应型荧光探针基于出色的灵敏度、实时成像和生物兼容性好等特点，广泛应用于HClO/ClO^-的检测。本文评述了近5年反应型HClO/ClO^-荧光探针的研究进展，包括反应型HClO/ClO^-荧光探针的设计策略和识别机理，并从HClO/ClO^-引发的反应机理角度（碳碳双键的反应、硫族化合物的反应、醛肟基团的反应、腙/席夫碱的反应、酰肼/磺酰肼的反应、N,N-二甲基硫代氨基甲酸酯的反应和苯硼酸/硼酸酯的反应）概述了反应型HClO/ClO^-荧光探针的特点和实际应用，指出反应型HClO/ClO^-荧光探针的发展方向是合成性能优异的识别基团，构建选择性好、水溶性好、低荧光背景、光化学性能稳定和生物毒性低的反应型近红外HClO/ClO^-荧光探针，实现对生物体内外HClO/ClO^-的可视化检测及机理探索。     

β-半乳糖苷酶荧光探针的研究进展

β-半乳糖苷酶属于糖苷水解酶,在食品工业、基因工程、酶工程、蛋白质工程、生物医学等领域发挥着重要作用。β-半乳糖苷酶活性及含量的异常与癌症的发生发展密切相关,因此该酶检测对早期癌症诊断有着重要意义。传统酶活性检测方法具有一定的局限性,无法实现对β-半乳糖苷酶的原位无损检测。荧光探针因灵敏度高、选择性好、可用显微镜直接观察、分辨率高、响应时间短、操作方便、成本低等优点深受研究者青睐。在简述荧光探针设计原理的基础上,对近年来β-半乳糖苷酶荧光探针的设计合成研究进展进行了综述,阐述了β-半乳糖苷酶荧光探针在生物成像、早期癌症诊断等应用进展,为β-半乳糖苷酶高效检测技术的研究提供了帮助。     

活性氧荧光分子探针研究进展

荧光分子探针检测技术具有检测灵敏度高、选择性好、操作简便等优点,基于荧光分子探针建立起来的荧光显微成像技术在生物体内活性小分子的检测中发挥着重要作用,因此受到了人们的广泛关注。本文介绍了几种用于活性氧物种检测的荧光分子探针。     

谷胱甘肽荧光探针的研究进展

谷胱甘肽在生物体的许多生理过程中发挥着重要作用,所以细胞内谷胱甘肽含量的检测对细胞功能研究和病理分析都具有重要的意义。以荧光探针为基础的荧光分析法因其操作简便、灵敏度高和专一性强等优点而备受大家关注,并且有机小分子荧光探针还可以应用于活体细胞和生物体的成像技术。本文主要综述了近年来谷胱甘肽荧光探针的研究现状,并按照谷胱甘肽与探针识别基团的识别机理分类阐述,同时对谷胱甘肽荧光探针的未来发展趋势进行了展望。     

检测γ-谷氨酰转移酶荧光探针的研究进展

谷氨酰转移酶存在细胞膜表面,与维持机体氧化还原稳态有关,是一种重要的肿瘤生物标志物。生物体内γ-谷氨酰转移酶的荧光成像对疾病的早期诊断及预后有重要意义。近年来,荧光探针因其高灵敏、高分辨、快响应、无创的优点常作为酶活性检测的高效工具。本综述介绍了近几年检测γ-谷氨酰转移酶荧光探针的研究进展。     

基于二氟化硼-二吡咯甲烷(BODIPY)类染料的次氯酸荧光探针的研究进展

次氯酸(HCl O)作为一种生物体内关键的活性氧物种(ROS),在多种正常的生化功能和异常病理过程中扮演着非常重要的角色。因此,识别与实时准确地监测细胞内次氯酸在活动位点的浓度变化对于生物学研究和临床诊断极其重要。而在所有的检测方法中,荧光探针法由于其灵敏度高、选择性好、易于操作、实时可视化检测、原位检测、无损检测、响应时间快速、所需试剂量小等优点而引起广大科研工作者的兴趣并将其用于生物体内次氯酸的检测及其生理功能的研究。重点综述了近年来基于BODIPY类染料的次氯酸荧光分子探针的设计合成、检测机理及其在生物成像上的应用研究进展。     

基于金刚烷-二氧杂环丁烷化学发光探针的研究进展

化学发光是利用自身化学反应释放的能量代替光能激发产生光学信号,具有低背景、无自体荧光干扰、灵敏度高等优点。近几年来,化学发光成像技术,尤其是二氧杂环丁烷类化学发光探针在生物学成像领域得到了快速发展。辉光型的金刚烷-二氧杂环丁烷类化学发光被应用于离子检测（氟离子）、生物活性物种（活性氧、活性硫）、生物标志酶（β-半乳糖苷酶、硝基还原酶、组织蛋白酶B等）的特异性识别以及该类化学发光材料的开发。本文总结了近几年金刚烷-二氧杂环丁烷类化学发光在上述四个方面的研究进展,并对该领域的研究方向进行了展望。     

荧光探针用于细胞内硒代半胱氨酸检测的研究进展

硒代半胱氨酸(Sec)在人体调控免疫反应、抑制癌症的发生，以及维持生理氧化还原平衡等方面发挥着十分重要的作用。采用荧光探针直接在分子水平上对硒代半胱氨酸进行体内实时无损检测是探索生理活动机制的最有效的方法。总结了不同类型的荧光探针分子的设计原理及其对应的传感检测机制和成像应用。对比了不同的分析检测方式以及效果，介绍了用于生物硒代半胱氨酸检测的特异性荧光探针的最新进展。     

基于快速响应的红色ONOO-荧光探针及其细胞成像

过氧亚硝酸盐(ONOO^-)是机体内一种重要的活性氧物质，在众多生理和病理功能中扮演重要的角色。红色荧光探针具有背景荧光小、光毒性低和组织穿透性好等特点，在生物分析与成像方面具有明显优势。基于此，合成了一种红色ONOO^-荧光探针HBSCN。在与ONOO^-反应后，探针溶液迅速由无色变成红色，且展现出明显的荧光增强信号。通过高分辨质谱，证实该过程与探针中■氧化断裂有关。在PBS缓冲溶液(V(DMF)∶V(H₂O)=1∶9,pH 7.4)中，探针HBSCN在649 nm处的荧光强度与0～20μmol/L的ONOO^-表现出良好的线性关系，检测下限为73 nmol/L。此外，该探针能够在生理pH下快速地检测ONOO^-,且对ONOO^-具有较大的Stokes位移和较高的选择性。同时HBSCN能够用于活细胞内ONOO^-成像，表明其潜在的生物应用价值。     

能够识别多种离子的香豆素类染料探针分子

发展环境水样和生物体内各种金属离子、阴离子的定量检测方法对于避免离子中毒事故和研究金属离子的生物活性具有重要意义。香豆素类染料分子化学性质稳定，光物理性能优秀，非常适合用于开发具有离子识别能力的荧光传感体系。本文围绕香豆素分子的结构设计，从“能够识别多种离子的香豆素探针分子”和“基于香豆素染料分子的金属离子阵列传感器”2个研究方向，讨论了香豆素荧光染料探针分子在同步识别多种金属离子和阴离子应用领域的研究进展。可以看出，无论是开发具有多个识别位点的特异性探针分子，还是基于模式识别原理的阵列传感器，香豆素类染料分子在多种离子识别领域均展现出光明的应用前景。     

试卤灵类光学探针的研究进展

光学探针是指与目标物质发生反应(包括配位、包合和基团反应等)并引起光学(吸光、荧光或发光)性质的变化,基于这些变化从而可对目标物质进行分析与测定的一类特殊试剂。光学探针不仅能改善分析的灵敏度,而且能大幅度提高对样品的时空分辨能力,因此,长期以来一直受到人们的关注。试卤灵为一性能优良的荧光体,特别是其7-羟基的取代作用通常会封闭光信号;这一特性近年引起了人们的兴趣,并被广泛用于构建具有低背景光信号的新型探针。本文将综述试卤灵类光学探针的发展及其在蛋白酶、离子、活性氧物种分析方面的应用,包括探针分子的构筑、检测机理以及生物成像等方面的研究。