双光子吸收是指在强光激发下,介质分子同时吸收两个光子,从基态跃迁到两倍光子能量的激发态的过程。荧光显微成像是研究活体生物的重要工具,而最通常的细胞成像方法则是使用单光子激发荧光团的单光子显微成像。近红外光源激发的双光子荧光探针克服了单光子荧光探针的光漂白与光致毒而更适于生物检测与成像,为生命科学研究提供了更为锐利的工具。双光子荧光探针的作用机理包括分子内电荷迁移(ICT)、荧光共振能量迁移(FRET)、光诱导电子迁移(PET)与基团转换(GC)4种方式。该文综述了双光子阳离子探针(Mg2+,Ca2+,Pb2+,Hg2+,Ag+,Fe3+,Zn2+,Na+,Cr3+)、双光子阴离子探针(F-)、pH探针、双光子葡萄糖示踪器、双光子脂筏探针、双光子巯基探针、双光子半胱氨酸探针和双光子生物标记探针,以及双光子荧光探针在生物成像方面的应用,展望了双光子荧光探针的发展趋势与应用前景。
阐述了绿色荧光蛋白的晶体结构和发光特性,以及荧光蛋白在异源细胞内能自发产生荧光,用于活细胞适时定位观察,研究外界信号刺激下蛋白的变化过程,获得自然真实状态。荧光蛋白成像技术使错综复杂的细胞结构和功能研究达到跟踪、定位、监测和动态观察。查明化学反应在细胞、组织间的传递过程。介绍了分子荧光探针的主要优越性及其在生命科学、医学研究和药物开发中的应用。光量子光纤器件是指光动力治疗时光敏物质在光照下由基态激发所吸收的能量量子化,有利于促进细胞再生,提高疗效。将分子荧光探针和光量子治疗光纤器件形成一体化集成系统。将实现重大疾病的早期检测、病灶的精确定位、靶向量子治疗与实时在线跟踪一体化。
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