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熒光染料及其生物醫學應用 版權信息
- ISBN：9787122400383
- 條形碼：9787122400383 ; 978-7-122-40038-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
熒光染料及其生物醫學應用 本書特色
通過染料激發態釋能過程的有效調控即可實現不同特殊功能或應用性能，在材料、信息、生物醫學等諸多領域的應用前景廣泛。其中，熒光染料已成為生物醫學研究的重要工具，應用于活細胞及體內分子熒光成像和疾病診斷，如DNA分析、癌癥診斷、免疫分析等。 本書是多項 和省部級科技獎勵、 外專利和成果轉化等成果的結晶。如獲得 自然科學二等獎的“熒光染料識別與響應調控的理論與應用基礎研究”、獲得 技術發明二等獎的“血液細胞熒光成像染料的創制及應用”、 獲得中國石油和化學工業聯合會技術發明一等獎的“生物熒光成像染料及應用”等。
熒光染料及其生物醫學應用 內容簡介
《熒光染料及其生物醫學應用》是“優選化工材料關鍵技術叢書”的一個分冊。 熒光染料是精細化工產品的一個重要分支，是具有高附加值和實用價值的功能性染料。本書凝結了作者們在熒光染料設計和應用等方面多年的理論研究和實踐經驗，是多項國家和省部級科技成果的結晶。本書從熒光現象和熒光發光原理入手，回顧了熒光染料的發現與發展，介紹了不同識別對象的熒光染料以及它們在生物標記、醫學診斷和疾病治療等方面的應用，展望了相關染料的發展趨勢和前景。包括：緒論，熒光染料概述，細胞器染色熒光染料， 細胞環境敏感熒光染料，細胞內離子成像用熒光識別染料，生物活性小分子熒光識別染料，生物酶熒光識別染料，核酸熒光識別染料，蛋白的熒光識別和標記技術，熱激活延遲熒光染料，超分辨成像熒光染料，熒光分子前藥，光觸發治療用光敏染料。 《熒光染料及其生物醫學應用》內容全面、專業性強，在取材方面力求前沿性、系統性。適應于染料開發和應用的科技人員閱讀，以及高等院校化工、材料等專業師生學習參考。
熒光染料及其生物醫學應用 目錄
**章 緒論 001
**節 熒光和磷光的發展概述 002
第二節 熒光和磷光產生的機理 004
一、非輻射躍遷 005
二、輻射躍遷 007
三、常見的描述熒光性質的物理量 008
四、影響熒光和磷光的主要因素 008
參考文獻 010
第二章 熒光染料概述 011
**節 常見的熒光染料 012
一、香豆素類衍生物 012
二、熒光素類衍生物 014
三、羅丹明類衍生物 014
四、二酰亞胺類衍生物 016
五、花菁類染料 016
六、卟啉類染料 017
七、氟硼類染料 017
第二節 近紅外熒光染料分子設計規則 018
一、D-π-A母核的必要性 019
二、D-π-A結構中的HOMO-LUMO能級差的調控 023
三、D-π-A骨架的剛性化 025
四、D-π-A結構的空間保護 025
第三節 熒光染料技術展望 027
參考文獻 028
第三章 細胞器染色熒光染料 033
**節 概述 035
第二節 細胞膜染色熒光染料 036
一、細胞膜的生物醫學功能 036
二、細胞膜染色熒光染料及其應用 037
第三節 線粒體染色熒光染料 039
一、線粒體的生物醫學功能 039
二、線粒體染色熒光染料及其應用 040
第四節 溶酶體染色熒光染料 043
一、溶酶體的生物醫學功能 044
二、溶酶體染色熒光染料及其應用 044
第五節 高爾基體染色熒光染料 047
一、高爾基體的生物醫學功能 048
二、高爾基體染色熒光染料及其應用 048
第六節 內質網染色熒光染料 051
一、內質網的生物醫學功能 052
二、內質網染色熒光染料及其應用 052
第七節 細胞核染色熒光染料 056
一、細胞核的生物醫學功能 056
二、細胞核染色熒光染料及其應用 057
參考文獻 058
第四章 細胞環境敏感熒光染料 063
**節 極性敏感熒光染料 064
一、基于萘酰亞胺基團的極性敏感熒光染料 064
二、基于香豆素基團的極性敏感熒光染料 065
三、基于尼羅紅類的極性敏感熒光染料 067
四、基于萘類的極性敏感熒光染料 068
第二節 溫度敏感熒光染料 069
一、基于有機小分子的溫度敏感熒光染料 069
二、基于聚合物大分子的溫度敏感熒光染料 071
三、基于納米材料的溫度敏感熒光染料 072
第三節 黏度敏感熒光染料 074
一、基于BODIPY的黏度敏感熒光染料 075
二、基于DCVJ的黏度敏感熒光染料 077
三、基于花菁類的黏度敏感熒光染料 078
第四節 pH敏感熒光染料 080
一、基于氨基可逆質子化的pH敏感熒光染料 080
二、基于N-雜環質子化的pH敏感熒光染料 082
三、基于酚類的pH敏感熒光染料 083
四、基于羅丹明開環的pH敏感熒光染料 084
第五節 環境敏感熒光染料在生物醫學應用中的展望 087
參考文獻 087
第五章 細胞內離子成像用熒光識別染料 093
**節 堿金屬離子及堿土金屬離子熒光識別染料 094
一、鈣離子熒光識別染料 094
二、鎂離子熒光識別染料 095
三、鈉離子熒光識別染料 098
四、鉀離子熒光識別染料 100
第二節 生物體內主要過渡金屬離子熒光識別染料 101
一、鋅離子熒光識別染料 102
二、鐵離子及亞鐵離子熒光識別染料 104
三、銅離子熒光識別染料 106
第三節 陰離子熒光識別染料 108
一、鹵素離子熒光識別染料 109
二、（焦）磷酸根離子熒光識別染料 111
第四節 有害重金屬離子熒光識別染料 113
一、汞離子熒光識別染料 113
二、鎘離子熒光識別染料 115
三、鉛離子熒光識別染料 115
四、鈀離子熒光識別染料 116
參考文獻 118
第六章 生物活性小分子熒光識別染料 125
**節 活性氧物種熒光識別染料 126
一、單線態氧熒光識別染料 127
二、過氧化氫熒光識別染料 129
三、超氧陰離子熒光識別染料 132
四、羥基自由基熒光識別染料 134
五、次氯酸熒光識別染料 137
六、過氧亞硝酸鹽熒光識別染料 139
第二節 生物硫醇類化合物熒光識別染料 140
一、半胱氨酸和高半胱氨酸熒光識別染料 141
二、谷胱甘肽熒光識別染料 146
第三節 生物氣體熒光識別染料 151
一、一氧化氮熒光識別染料 152
二、硫化氫熒光識別染料 157
三、一氧化碳熒光識別染料 162
參考文獻 164
第七章 生物酶熒光識別染料 173
**節 概述 174
第二節 氧化還原酶熒光識別染料 175
一、環氧化酶熒光識別染料 175
二、酪氨酸酶熒光識別染料 179
三、硝基還原酶熒光識別染料 183
四、單胺氧化酶熒光識別染料 187
五、過氧化物酶熒光識別染料 192
第三節 轉移酶熒光識別染料 195
一、谷氨酰轉移酶熒光識別染料 195
二、硫酸基轉移酶熒光識別染料 198
三、甲基轉移酶熒光識別染料 199
第四節 水解酶熒光識別染料 202
一、蛋白水解酶熒光識別染料 202
二、羧酸酯水解酶熒光識別染料 207
三、磷酸酯酶熒光識別染料 209
四、糖苷水解酶熒光識別染料 211
參考文獻 213
第八章 核酸熒光識別染料 219
**節 核酸的基本特征 220
第二節 染色基本原理及類別 220
一、靜電作用 221
二、溝槽結合模式作用 221
三、嵌入式作用 222
第三節 DNA熒光染料 222
一、堿性DNA染料 222
二、陽離子型染料 223
三、其他類型染料 229
第四節 RNA熒光染料 230
第五節 G四聯體熒光染料 233
一、DNA G四聯體熒光染料 233
二、RNA G四聯體熒光染料 240
第六節 基于核酸染色的多功能熒光探針 242
一、細胞核超分辨探針 242
二、細胞核微環境探針 247
參考文獻 249
第九章 蛋白的熒光識別和標記技術 253
**節 蛋白特異性標記技術概述 254
第二節 小分子配體標記 255
一、標記細胞骨架的熒光探針 255
二、磺酰脲類標記鉀離子ATP通道蛋白探針 257
第三節 多肽標簽標記 258
一、雙砷染料-四半胱氨酸多肽設計以及類似工作 259
二、隨機篩選特異性結合染料的多肽標簽 262
第四節 自修飾酶標簽標記 263
一、SNAP Tag 263
二、Halo Tag 267
第五節 核酸適配體標記 269
第六節 總結與展望 270
參考文獻 271
第十章 熱激活延遲熒光染料 273
**節 熱激活延遲熒光染料的結構與光譜性質 274
一、熱激活延遲熒光的概念及發光過程機理 274
二、延遲熒光染料的基本物理參數 276
三、延遲熒光染料分子結構和設計原則 278
第二節 生物熒光成像用熱激活延遲熒光染料 284
一、可直接應用于生物體系的熒光素類TADF分子 286
二、不能直接應用于生物體系的TADF分子 288
三、可直接應用于生物體系的其他類TADF分子 291
第三節 診療一體化用熱激活延遲熒光染料 293
第四節 熱激活延遲熒光染料生物醫學應用的展望 295
參考文獻 296
第十一章 超分辨成像熒光染料 301
**節 概述 302
第二節 超分辨成像技術 303
第三節 超分辨成像熒光染料 304
一、STED超分辨成像熒光染料 306
二、SMLM超分辨成像熒光染料 313
第四節 總結和展望 321
參考文獻 322
第十二章 熒光分子前藥 325
**節 概述 326
第二節 還原性硫醇激活前藥體系 327
第三節 過氧化氫激活前藥體系 330
第四節 酶激活前藥體系 332
第五節 酸性pH激活前藥體系 335
第六節 光激活前藥體系 337
參考文獻 339
第十三章 光觸發治療用光敏染料 343
**節 概述 344
第二節 光動力治療用光敏染料 344
一、Ⅱ型機理光敏劑 346
二、Ⅰ型機理光敏劑 365
三、臨床光敏藥物 369
第三節 光熱治療用光敏染料 371
一、卟啉類 372
二、七甲川菁類 375
三、酞菁類 378
四、吡咯并吡咯二酮類 380
五、克酮酸類 382
六、BODIPY類 385
參考文獻 387
索引 395
**節 熒光和磷光的發展概述 002
第二節 熒光和磷光產生的機理 004
一、非輻射躍遷 005
二、輻射躍遷 007
三、常見的描述熒光性質的物理量 008
四、影響熒光和磷光的主要因素 008
參考文獻 010
第二章 熒光染料概述 011
**節 常見的熒光染料 012
一、香豆素類衍生物 012
二、熒光素類衍生物 014
三、羅丹明類衍生物 014
四、二酰亞胺類衍生物 016
五、花菁類染料 016
六、卟啉類染料 017
七、氟硼類染料 017
第二節 近紅外熒光染料分子設計規則 018
一、D-π-A母核的必要性 019
二、D-π-A結構中的HOMO-LUMO能級差的調控 023
三、D-π-A骨架的剛性化 025
四、D-π-A結構的空間保護 025
第三節 熒光染料技術展望 027
參考文獻 028
第三章 細胞器染色熒光染料 033
**節 概述 035
第二節 細胞膜染色熒光染料 036
一、細胞膜的生物醫學功能 036
二、細胞膜染色熒光染料及其應用 037
第三節 線粒體染色熒光染料 039
一、線粒體的生物醫學功能 039
二、線粒體染色熒光染料及其應用 040
第四節 溶酶體染色熒光染料 043
一、溶酶體的生物醫學功能 044
二、溶酶體染色熒光染料及其應用 044
第五節 高爾基體染色熒光染料 047
一、高爾基體的生物醫學功能 048
二、高爾基體染色熒光染料及其應用 048
第六節 內質網染色熒光染料 051
一、內質網的生物醫學功能 052
二、內質網染色熒光染料及其應用 052
第七節 細胞核染色熒光染料 056
一、細胞核的生物醫學功能 056
二、細胞核染色熒光染料及其應用 057
參考文獻 058
第四章 細胞環境敏感熒光染料 063
**節 極性敏感熒光染料 064
一、基于萘酰亞胺基團的極性敏感熒光染料 064
二、基于香豆素基團的極性敏感熒光染料 065
三、基于尼羅紅類的極性敏感熒光染料 067
四、基于萘類的極性敏感熒光染料 068
第二節 溫度敏感熒光染料 069
一、基于有機小分子的溫度敏感熒光染料 069
二、基于聚合物大分子的溫度敏感熒光染料 071
三、基于納米材料的溫度敏感熒光染料 072
第三節 黏度敏感熒光染料 074
一、基于BODIPY的黏度敏感熒光染料 075
二、基于DCVJ的黏度敏感熒光染料 077
三、基于花菁類的黏度敏感熒光染料 078
第四節 pH敏感熒光染料 080
一、基于氨基可逆質子化的pH敏感熒光染料 080
二、基于N-雜環質子化的pH敏感熒光染料 082
三、基于酚類的pH敏感熒光染料 083
四、基于羅丹明開環的pH敏感熒光染料 084
第五節 環境敏感熒光染料在生物醫學應用中的展望 087
參考文獻 087
第五章 細胞內離子成像用熒光識別染料 093
**節 堿金屬離子及堿土金屬離子熒光識別染料 094
一、鈣離子熒光識別染料 094
二、鎂離子熒光識別染料 095
三、鈉離子熒光識別染料 098
四、鉀離子熒光識別染料 100
第二節 生物體內主要過渡金屬離子熒光識別染料 101
一、鋅離子熒光識別染料 102
二、鐵離子及亞鐵離子熒光識別染料 104
三、銅離子熒光識別染料 106
第三節 陰離子熒光識別染料 108
一、鹵素離子熒光識別染料 109
二、（焦）磷酸根離子熒光識別染料 111
第四節 有害重金屬離子熒光識別染料 113
一、汞離子熒光識別染料 113
二、鎘離子熒光識別染料 115
三、鉛離子熒光識別染料 115
四、鈀離子熒光識別染料 116
參考文獻 118
第六章 生物活性小分子熒光識別染料 125
**節 活性氧物種熒光識別染料 126
一、單線態氧熒光識別染料 127
二、過氧化氫熒光識別染料 129
三、超氧陰離子熒光識別染料 132
四、羥基自由基熒光識別染料 134
五、次氯酸熒光識別染料 137
六、過氧亞硝酸鹽熒光識別染料 139
第二節 生物硫醇類化合物熒光識別染料 140
一、半胱氨酸和高半胱氨酸熒光識別染料 141
二、谷胱甘肽熒光識別染料 146
第三節 生物氣體熒光識別染料 151
一、一氧化氮熒光識別染料 152
二、硫化氫熒光識別染料 157
三、一氧化碳熒光識別染料 162
參考文獻 164
第七章 生物酶熒光識別染料 173
**節 概述 174
第二節 氧化還原酶熒光識別染料 175
一、環氧化酶熒光識別染料 175
二、酪氨酸酶熒光識別染料 179
三、硝基還原酶熒光識別染料 183
四、單胺氧化酶熒光識別染料 187
五、過氧化物酶熒光識別染料 192
第三節 轉移酶熒光識別染料 195
一、谷氨酰轉移酶熒光識別染料 195
二、硫酸基轉移酶熒光識別染料 198
三、甲基轉移酶熒光識別染料 199
第四節 水解酶熒光識別染料 202
一、蛋白水解酶熒光識別染料 202
二、羧酸酯水解酶熒光識別染料 207
三、磷酸酯酶熒光識別染料 209
四、糖苷水解酶熒光識別染料 211
參考文獻 213
第八章 核酸熒光識別染料 219
**節 核酸的基本特征 220
第二節 染色基本原理及類別 220
一、靜電作用 221
二、溝槽結合模式作用 221
三、嵌入式作用 222
第三節 DNA熒光染料 222
一、堿性DNA染料 222
二、陽離子型染料 223
三、其他類型染料 229
第四節 RNA熒光染料 230
第五節 G四聯體熒光染料 233
一、DNA G四聯體熒光染料 233
二、RNA G四聯體熒光染料 240
第六節 基于核酸染色的多功能熒光探針 242
一、細胞核超分辨探針 242
二、細胞核微環境探針 247
參考文獻 249
第九章 蛋白的熒光識別和標記技術 253
**節 蛋白特異性標記技術概述 254
第二節 小分子配體標記 255
一、標記細胞骨架的熒光探針 255
二、磺酰脲類標記鉀離子ATP通道蛋白探針 257
第三節 多肽標簽標記 258
一、雙砷染料-四半胱氨酸多肽設計以及類似工作 259
二、隨機篩選特異性結合染料的多肽標簽 262
第四節 自修飾酶標簽標記 263
一、SNAP Tag 263
二、Halo Tag 267
第五節 核酸適配體標記 269
第六節 總結與展望 270
參考文獻 271
第十章 熱激活延遲熒光染料 273
**節 熱激活延遲熒光染料的結構與光譜性質 274
一、熱激活延遲熒光的概念及發光過程機理 274
二、延遲熒光染料的基本物理參數 276
三、延遲熒光染料分子結構和設計原則 278
第二節 生物熒光成像用熱激活延遲熒光染料 284
一、可直接應用于生物體系的熒光素類TADF分子 286
二、不能直接應用于生物體系的TADF分子 288
三、可直接應用于生物體系的其他類TADF分子 291
第三節 診療一體化用熱激活延遲熒光染料 293
第四節 熱激活延遲熒光染料生物醫學應用的展望 295
參考文獻 296
第十一章 超分辨成像熒光染料 301
**節 概述 302
第二節 超分辨成像技術 303
第三節 超分辨成像熒光染料 304
一、STED超分辨成像熒光染料 306
二、SMLM超分辨成像熒光染料 313
第四節 總結和展望 321
參考文獻 322
第十二章 熒光分子前藥 325
**節 概述 326
第二節 還原性硫醇激活前藥體系 327
第三節 過氧化氫激活前藥體系 330
第四節 酶激活前藥體系 332
第五節 酸性pH激活前藥體系 335
第六節 光激活前藥體系 337
參考文獻 339
第十三章 光觸發治療用光敏染料 343
**節 概述 344
第二節 光動力治療用光敏染料 344
一、Ⅱ型機理光敏劑 346
二、Ⅰ型機理光敏劑 365
三、臨床光敏藥物 369
第三節 光熱治療用光敏染料 371
一、卟啉類 372
二、七甲川菁類 375
三、酞菁類 378
四、吡咯并吡咯二酮類 380
五、克酮酸類 382
六、BODIPY類 385
參考文獻 387
索引 395
展開全部
熒光染料及其生物醫學應用 作者簡介
彭孝軍，中國科學院院士。精細化工專家。大連理工大學化工學院院長，精細化工國家重點實驗室主任。兼任中國化工學會日用化學品專業委員會主任、中國石油和化學工業聯合會高端化學品專業委員會專家委員會主任。1962年生。1982年畢業于大連工學院化工系，1986年在大連工學院精細化工專業獲得碩士學位，1990年在大連理工大學精細化工專業獲得博士學位。1990～1992年為南開大學有機化學專業博士后。隨后回到大連理工大學任教。2001～2002年間在瑞典斯德哥爾摩大學有機化學系和美國西北大學化學系作訪問學者。2007年獲得國家杰出青年科學基金、同年入選教育部“********”特聘教授，2008年被評為全國化工優秀科技工作者，2016年獲全國優秀科技工作者稱號，2020 年獲全國創新爭先獎。作為第一完成人，獲2013年國家自然科學二等獎和2006年國家技術發明二等獎。多年入選全球“高被引科學家”。2017年當選中國科學院院士。主要從事精細化工和有機智能光學材料的研究，包括有機光學信息材料、EUV和彩色光刻膠、生物熒光探針、醫學診療試劑。其中研發了用于納思達股份有限公司的噴墨打印染料墨水，該公司年產通用墨盒已達6500萬套，出口率在80%以上，形成了國際認可的自主技術體系；所研發的血液細胞熒光試劑，創制了深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司全自動五分類血細胞分析系統，血細胞分析系統已成為我國少數具有自主知識產權的大型高端臨床基礎設備，出口九十多個國家。彭孝軍為我國在該領域從被壟斷發展到國際強國做出了重要貢獻。樊江莉，大連理工大學教授，博士生導師。國家杰出青年基金、優秀青年基金獲得者，入選第三批國家“萬人計劃”領軍人才、“青年長江學者”名單。科研工作圍繞染料結構與性能關系研究，提出了增強型光誘導分子內電子轉移機理；創制了腫瘤標志物、核酸等系列熒光識別染料；發展出系列熒光染料產品，在血液細胞分群等領域得到了產業化應用。發表SCI收錄論文200余篇，授權國內外發明專利70項。擔任Chinese Chemical Letters、Engineering、《應用化學》等學術期刊青年編委，2021年起任Dyes and Pigments、Scientific Reports編委。參與國家自然科學基金委化工學科中長期及“十四五”戰略研究報撰寫。科研成果曾獲國家自然科學二等獎（3/5）1項、國家技術發明二等獎2項、省部級技術發明獎3項。2020年榮獲中國青年科技獎、中國石油和化學工業聯合會優秀科技工作者稱號。
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