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1、第19卷第9期化学进展Vol.19No.92007年9月PROGRESSINCHEMISTRYSep.,2007具有重要生物学意义的重金属及过渡金属*离子荧光分子探针**朱维平徐玉芳钱旭红(华东理工大学药学院上海市化学生物学重点实验室上海200237)摘要过渡金属及重金属广泛地存在于自然界中,其中的一些元素(如铜、锌等)在生命过程中具有非常重要的功能,而另外一些元素(如铅、汞、镉等)则在很低浓度时就对生物体具有极强的毒性。本文简要介绍了金属离子荧光探针的设计原理,并综述了近5年来具有重要生物学意义的重金属及过渡金属离子2+2+2+2++2+Pb、Hg、
2、Cd、Cu、Cu、Zn荧光分子探针的设计合成、性能及其在活细胞中应用研究的最新进展。关键词重金属离子过渡金属离子荧光分子探针中图分类号:O644117;TP21212文献标识码:A文章编号:1005-281X(2007)09-1229-10FluorescentMolecularSensorsforHeavyandTransitionMetallicCationswithBiologicalInterests**ZhuWeipingXuYufangQianXuhong(ShanghaiKeyLaboratoryofChemicalBiology,Sch
3、oolofPharmacy,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)AbstractHeavyandtransitionmetallicionsexistwidelyinthenature.Someofthem(suchascopperandzinc)playimportantrolesinthelivingsystem,andothers(suchasmercury,leadandcadmium)havehightoxicitytothelivingplantsan
4、danimalseveninthelowconcentration.Thisreviewsummarizesthemaindesignprinciplesofthefluorescentsensorsforthemetallicionsandtheprogressofthefluorescentmolecularsensorsforheavyandtransitionmetalliccationswithbiologicalinterests,especiallytheirdesign,synthesis,performanceandtheapplic
5、ationsinthelivingcells.Keywordsheavymetallicions;transitionmetallicions;fluorescentmolecularsensors[1]息量来表征的。分子识别作为分子之间发生的事1引言件,必须借助一定的技术手段才能感知伴随分子事分子识别是广泛存在的自然现象,特别是在生件发生所产生的物理信号。分子荧光作为传感信号命过程中,分子识别起着极其重要的作用。所谓分具有以下优点:可达到单分子检测的高灵敏性、可开子识别是指分子之间(主体与客体或称之为受体与关、可实现人与分子的通讯、对亚微粒具有可视的
6、亚底物)靠非共价键力的选择性结合并产生某种特定纳米空间分辨并且是亚毫秒时间分辨的。功能的过程。单纯的结合不是识别,识别是有目标荧光分子探针(fluorescentmolecularprobe)、荧光的结合,它是通过一系列结构确定的分子间相互作分子开关(fluorescentmolecularswitch)和荧光分子传用而组成的模式识别过程。结合形成的超分子体系感器(fluorescentmolecularsensor)是在荧光分子识别是由它的稳定性和选择性即形成过程中的能量和信(fluorescentmolecularrecognition)中经常使用
7、的概念。收稿:2007年5月(特约)*国家自然科学基金重点项目(No.20536010)资助**通讯联系人e-mail:xhqian@ecust.edu.cn#1230#化学进展第19卷荧光分子探针是其中内涵最广的一个概念,一般凡化系统、神经系统及心脏的病变,汞对肾功能会引起是在一定体系内,当某一种物质或体系的某一物理严重损伤。因此,这些物质的检测对生命、环境和医性质发生变化时,该分子的荧光信号能发生相应改学科学以及工农业生产等具有重要的意义。本文主变的分子就可称为某一物质或某一物理性质的荧光要介绍近年来用于过渡金属及重金属离子识别的2+2+2+2++
8、2+分子探针。荧光分子开关是指在识别过程中分子荧Pb、Hg、Cd、Cu、Cu、Zn荧光分子探针
