高光穩(wěn)定性重氮氧三茂染料的無(wú)背景熒光衰減時(shí)間傳感和pH成像
（論文部分內(nèi)容摘抄）
新型熒光重氮惡唑烷胺(DAOTA)pH基于壽命的自參考pH傳感的指標(biāo)的報(bào)告。DAOTA染料被酚受體基團(tuán)修飾，通過(guò)光致電子轉(zhuǎn)移機(jī)制誘導(dǎo)熒光猝滅。吸電子氯取代物確保在最相關(guān)的pH范圍內(nèi)(p，p-二氯苯酚和p-氯苯酚取代染料的表觀(guān)pK'a值分別為5和7.5)的應(yīng)。熒光壽命長(zhǎng)(17-20ns)，量子產(chǎn)率高(60%)，光穩(wěn)定性好。將染料固定到聚氨酯水凝膠D4中制備平面光催化劑。除了熒光強(qiáng)度的響應(yīng)外，該光學(xué)元件還表現(xiàn)出pH依賴(lài)的壽命行為，這使其適合于借助熒光壽命成像技術(shù)研究二維pH分布。對(duì)于具有高染料濃度(0.5-1%wt.)的傳感器，壽命響應(yīng)尤其明顯。相對(duì)于聚合物)，并歸因于高效的均FRET機(jī)制。
許多生物和生態(tài)系統(tǒng)是建立在廣泛的不同參數(shù)之間的微妙平衡基礎(chǔ)上的。其中最重要的是pH值，它在生物學(xué)、生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)、海洋學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等極其重要。為了監(jiān)測(cè)這些地區(qū)的pH值，熒光化學(xué)傳感器被證明是很有前途的分析工具，因?yàn)樗鼈儾皇茈姶鸥蓴_，能夠進(jìn)行無(wú)創(chuàng)測(cè)量，并且有各種形式可供選擇，從平面光學(xué)傳感器和光纖傳感器到納米顆粒。與其他方法(例如電化學(xué)傳感)相比，光學(xué)傳感器能夠?qū)H進(jìn)行成像表面上的分布(借助平面光管)或體積上的分布(借助納米顆粒)。特別是，平面光管已被應(yīng)用于海洋沉積物pH梯度成像，2.3根際，45生物膜，6傷口8號(hào)和微流控芯片。
圖為新型pH敏感DAOTA染料的合成及傳感機(jī)理的指示劑方案。
FD-FLIM 成像：
用德國(guó)PCO的pco.flim相機(jī)在頻域內(nèi)工作，進(jìn)行了成像實(shí)驗(yàn)。激光源488nm的半導(dǎo)體激光器(PhoxXplus 488-200的pco.flim)，被調(diào)制在15 MHz的調(diào)制頻率(方波調(diào)制)。平均激光功率為100毫瓦。使用尼康公司的顯微鏡軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。為了進(jìn)行微觀(guān)測(cè)量，將直徑為5毫米的傳感器點(diǎn)從傳感器箔上切下來(lái)，并粘在黑色96微孔板上。 圖像獲得與尼康顯微鏡配備一個(gè)尼康的目鏡和0.7x相機(jī)適配器安裝在相機(jī)上。該濾光立方體包括激勵(lì)帶通濾光器、二色鏡和發(fā)射長(zhǎng)通濾光片。使用染料摻雜板作為壽命標(biāo)準(zhǔn)(t=3.75 ns)。為了進(jìn)行宏觀(guān)測(cè)量，傳感器箔用環(huán)氧膠固定在開(kāi)放式微流控芯片聚合物的通道中。
圖為PhOHCl2-DAOTA的平面光器件在D4(1%重量)中的pH的FLIM成像。
(b)：具有集成傳感器箔微流體芯片圖像；
(c)和(d)：對(duì)于同時(shí)用pH6.5和5.0的緩沖液沖洗的微流控芯片，分別產(chǎn)生衰減時(shí)間和pH分布的虛假彩色圖像;速度最小21毫升。
這項(xiàng)工作中，我們提出了新的熒光pH指示劑的合成和表征的基礎(chǔ)上重氮氧三棱柱染料。染料被合理地設(shè)計(jì)為既具有pH敏感性非共價(jià)固定到水凝膠基質(zhì)中的功能性和疏水性錨定基團(tuán)和納米顆粒。染料在光譜的綠橙色部分具有吸收和發(fā)射的特征。且具有優(yōu)異光穩(wěn)定性。重要的是，pH指示劑保留極長(zhǎng)的熒光衰減時(shí)間能夠在時(shí)間分辨測(cè)量中有效地消除自發(fā)熒光。
氯化酚被證明是優(yōu)良的受體，它能夠通過(guò)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)pH值。以單氯化和二氯化部分裝飾的染料具有大不相同的pK'a值，因此使?jié)撛趹?yīng)用具有高通用性。出乎意料的是，我們發(fā)現(xiàn)固定在聚氨酯水凝膠和聚合物納米顆粒中的指示劑的熒光衰減時(shí)間與pH有很強(qiáng)的依賴(lài)性。這種行為依賴(lài)于濃度，而且在溶解指標(biāo)中沒(méi)有觀(guān)察到，這被歸因于同性戀FRET。壽命測(cè)量的自參考特性使得新材料在 pH傳感和成像方面特別有吸引力。
德國(guó)Excelitas PCO公司pco.flim型號(hào)相機(jī)，具備高分辨率、高感光度、弱光成像的優(yōu)點(diǎn)，將顯微研究實(shí)驗(yàn)過(guò)程完美記錄，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作為德國(guó)Excelitas PCO公司攝像機(jī)在中國(guó)的代理商，為客戶(hù)提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對(duì)相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時(shí)聯(lián)系交流，公司網(wǎng)址：www.gzyaco.com、電話(huà)：400-860-2677。
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