分子荧光中文版Word格式文档下载.docx
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荧光寿命成像600
共振能量转移601
非线性过程601
传感器601
样品制备，淬火和相关现象603
数据分析604
组织媒体605
低温发光605
固体表面发光606
在发光色谱，电泳，和流系统606
动态发光测量608
荧光偏振，分子动力学，以及相关现象608
化学发光610
近红外荧光611
在生物学和临床技术发光分析612
试剂和探头613
绿色化学615
荧光纳米粒子616
总发光和激励同步光谱学及相关技术618
作者信息619
传记619
参考621
由于到期日变化的原因，我们从2010年1月至2011年8月最后的综述1，这篇综述包括了一个和两个第三年的时期。
如果综述先前没有被引用，手稿外的这个审核期只包括这些综述。
计算机检索化学文摘提供了这篇综述的大部分引用。
一份用英文写的调查文件包含术语“荧光或磷光和化学发光”，在2010年至2011年8月公布，结果导致超过7.5万次点击。
初步筛选这个数字，使被考虑列入本篇综述的发表文章减少到大约18000篇。
这个子集的关键词搜索提供可管理的大小子主题。
其他引用被发现是通过各种个人搜索不同作者撰写的本文的一个特定部分。
为了更有效地实现这一目标,我们已包括熟悉各种次要综述的作者。
覆盖范围被限制在一些文章中，他们描述了进行化学分析的紫外-可见和近红外区域的分子发光的理论要点和实践中的新发展。
我们已经包含荧光纳米颗粒和绿色化学这两个新部分的综述。
对引用工作的讨论是为了比之前的综述更重要和重视。
一般情况下，引用仅限于期刊文章，不包括专利、记录、报告和论文。
为了努力减少这篇综述的长度，我们试图通过保留相同的参考数字给一个给定的引用，以限制部分之间的重复引文。
与往年一样，我们是不能够提供相关的广泛报道分子荧光，磷光和化学发光的所有进展，因为这个领域极为广泛。
相反，我们的重点是分析化学领域普遍的有趣性和相关性的重要进展，而不是以前的进步的扩展。
■书籍，评论，和一般兴趣章节
许多书籍和书籍章节总结和讨论荧光技术的机制、发展、和应用，它们都是在过去两年被发表出来。
这些书或着眼于其中荧光技术采用特定领域，它们要么是全科书要么是辅导书，涵盖的领域广泛，包括原理和应用。
例如，在综述中引用到的2009年和2010年的荧光，这本书通过合并格迪斯主编的第六和第七册，2,3，它们提供全面收集到的荧光领域当前趋势和新兴的主题密切相关的学科。
另一本书，由P.H€anninen等编译的稀土发光：
光物理，分析和生物方面，包含了有关光物理基础知识和相关的稀土探头或材料的全面信息，并介绍了仪器仪表相关的方面，包括化学和物理传感器。
对于生物分析和医学镧系元素的用途的概述，有例如测定法用于体外诊断和研究。
由L.Prodi等编辑的发光在传感器的应用科学，总结了发光信号系统和基于发光的设备。
因为荧光测量通常是非常敏感的，成本低，通用性强，容易地进行，并提供亚微米的可视化和亚毫秒时间分辨率。
近日，荧光技术已越来越多地发现在纳米技术，生物技术和药物化学有趣和重要的应用。
例如，由M.N.Berberan-Santos等编辑的在超分子，聚合物，纳米系统的荧光，关注了纳米系统，聚合物和超分子的荧光，以及荧光探针的开发和应用。
实际的荧光显微镜在哺乳动物细胞：
蛋白质定位和功能提供了一个多学科的方法应用于荧光显微镜在细胞的成像。
在TKomatsuzaki等编辑的单分子生物物理：
实验与理论，主要讨论了基于荧光共振能量转移（FRET）单分子荧光，原子力显微镜（AFM），和衍射X射线跟踪（DXT），和它们在重要生物学现象中的应用。
由G.Hung编辑的荧光蛋白II：
荧光蛋白技术应用程序，涵盖了荧光蛋白的基本特性和在各领域的具体应用。
除了上面提到的书籍和书籍章节外，还有一些自2010年出版的有用的综述文章，总结和严格审查了荧光技术的发展和应用。
覆盖范围被限制在少数涉及更广泛的兴趣的综述。
许多其他审查，关注了这个综述的各个章节，包括了更狭窄和更具体的主题。
一本ACS出版的杂志，化学品审查中致力于包括荧光和发光技术在内的整个问题（卷110，第5期），以解决分子影像的最新发展。
例如，Tor等人审查了荧光类似物的设计、性能，以及在生物分子生命控制中心的应用。
在另一篇文章中，Kobayashi等人总结了荧光探针设计在医疗诊断影像新战略。
B€unzli呈现了镧系元素发光在生物医学分析引进和应用，以及细胞和组织成像。
此外，有些主题还包括荧光寿命测量和荧光偏振/各向异性以及它们在诊断和生物成像应用。
荧光在生物学和药物化学等领域的应用也已经被一些有用的综述引用。
该辅导书的引用涵盖了使用单分子荧光显微镜来研究纳米催化最近的事态发展。
另一篇综述文章讨论了已发展到研究分子浓度和动力学像扩散和催化转换在微米和亚微米水平的不同概念方法。
研究对无标签天然荧光检测分析化学进行了综述，特别侧重于工具的需求和应用。
该辅导的综述基于聚合物的荧光和比色化学传感器的进展。
一个重要的综述的重点在于磷光化学传感器为金属阳离子，阴离子，pH值，氧，挥发性有机化合物，以及生物分子检测19的设计原则和最近发展。
在以往的回顾中，仪器和激光技术是分开的。
最近，他们被联合起来，以消除重叠和提高连续性。
本文中也对两者结合起来看，因为越来越难区分它们了。
为了方便叙述，这部分被分为八个小部分。
每一小部分都有相应的例子。
关于仪器和对应的技术会做强调。
仪器的确认何测量的标准化。
近来荧光测量的标准化处于不断发展中。
最近有两个新技术使荧光测量的标准化得到长足的发展。
在IUPAC技术报告会上上发布了一篇关于荧光标准的报告。
为了表征光致发光系统和测定相应的荧光量的基于荧光生色团的标准是根据其范围和应用领域进行划分的。
对于荧光标准的选择，使用和发展给出了也相应的建议。
另一项技术，国际ASTM发布了荧光标准指南，简洁明了地面向荧光仪器各级用户的参考。
P.C.DeRose和U.Resch-Gengerc写过这个文件的总结。
指南侧重于稳态荧光，包括现有的标准和相应的仪器特性程序。
它涵盖了绝大部分需要评估的仪器性能。
例如，线性度和光谱响应的检测系统，达到样品的光谱辐照度，波长准确度，分析物的灵敏度和检测限，日常性能验证。
测定其他相关荧光性质如荧光量子产率和荧光寿命的程序也做了简单地介绍。
荧光量子产率的测量受到了较多关注。
Resch-Genger和他的同事比较了两种相对的和一种绝对的荧光分光光度法，通过测定硫酸奎宁二水合物如，香豆素153，荧光素6G，罗丹明101的荧光量子产率。
每个方法光量子产率的值可以被推导出来，标准化操作也给出了。
这项工作同时又提出了一系列量子产率的评估标准。
相似地，Rurack和Spieles最近测量了一系列红外和近红外的吸收和发射范围分别是520-900和600-1000nm的发光染料的荧光量子产率。
量子产率的测量和国际标准与技术协会的标准参考物硫酸奎宁比较起来，因为使用链转移标准染料的所以有可追溯性特征荧光。
近来，由于积分联用多通道光谱仪的绝对值测定法，荧光和磷光量子产率标准受到了挑战。
测定镧系配合物和有机晶体的绝对发射量子产率的技术层面已经同过测验。
对于镧系配合物需要注意他们的吸收谱和发射谱比较狭窄。
荧光相关光谱学以波动为基础的技术，包括荧光相关光谱学以及它串联的方法，包括双色互相关、全内反射荧光相关性和荧光终身关联能谱法继续受到大量的关注。
这个主题的范围远比这个空间能覆盖的大得多。
两篇强调这项技术的应用的信息评论文章第一次有了数量有限的注重仪器的典型报告的跟进。
FCS是一项强有力地技术，它能准确探测动力、局部浓度以及体内外单分子的光物理学。
Schwille和他的同事们评估了FCS和荧光互相关光谱学（FCCS）的应用和潜力。
现实问题和在执行测量活细胞时发现的伪影的来源都被讨论。
光谱重叠导致的串音会降低FCS的准确性，还会限制它的潜在应用。
为了克服这一缺点，Leeetal.为光谱双色自由串音FCCS开发了一种仪器。
两条光谱清晰的荧光索（Cy3和IRD800）同时被两个不同的激发光源（532和780nm）激发，荧光信息经两个不同的色彩通道处理，同时被单光子雪崩二极管（SPADs）监控。
无色串音（交叉激发和/或交叉发射）和/或荧光共振能量转移（FRET）被观察到，这显著提高了数据的准确性。
FCS可以再商业仪器上执行，这使得该项技术更易接近。
下面有两个例子。
全部的内部反射荧光相关光谱学（TIR-FCS）在生物、物理和物质科学上都有很多应用。
然而，TIR-FCS的使用仍然有很大的局限性，因为它需要一个复杂的内部结构的光路，而它的装配和调试是不同的。
不用做商业的仪器是可利用的，但Yordanovetal.证明适当的共焦荧光相关光谱学的商业设备和全内部反射显微镜检查的结合可能会使TIR-FCS不需要很多特殊光学校准。
调试功能通过测量单一燃料分子和接近水-玻璃界面的量子点的扩散系数得到证明。
虽然实际上FCS是通过使用模拟探测器发展起来，但现在有一种普遍的观点相信光子计数探测器和雪崩二极管是完成FCS实验的要素。
然而，使用模拟探测器和商业显微镜做FCS是有可能的。
Moensetal.报道了FCS，光栅图像相关光谱和一个用模拟探测器（NikonC1）看到的商业共焦激光探测显微镜上的数字和亮度。
作者记录到每种仪器具有其特性，这需要在其用做FCS之前被了解。
谨慎在选择获得参数来阻止检测器噪声可能引发的伪影是应该要具备的。
单分子荧光。
单分子成像报告的数目每年都以近乎指数式的方式增加。
在最近一次检查中，Moerner和同事们探讨了活细胞中的生物分子的单分子光谱和成像。
在这增长的领域中难以全面地调查。
以下仅包括一些近期的亮点。
单分子荧光光谱首次在接近绝对0℃条件下被演示，但是现在包括了室温和活体体内的观察。
在37度以上的测试比较困难。
和大数值孔径镜头一起使用的折射率匹配液体会从样品到镜头之间进行加热，损坏镜头。
Schwartz等人克服了这个困难，他们采用直径2um和高反射率的胶体TiO2作为在70度实时测量嗜中温和嗜热酶单分子的镜头。
Xie等人用垂直对齐的二氧化硅纳米柱达到对体外或体内细胞衍射极限以下的观测。
高度限制的照明值可以做到在高荧光浓度下对体外单分子的探测。
同时，垂直的纳米柱与活细胞紧密连接并且作为细胞内的定位光源。
单分子的定位与追踪得到更多的关注。
Moerner和同事报告一个宽场荧光显微镜，展示一个双螺旋点扩散函数（DH-PSF）用于三维纳米级定位（x，y和z的定位能力为10纳米）和暗淡的单一发射器。
水溶液中的单量子点和三维结构活体细胞内量子点标记的结构可以用DH-PSF追踪。
Smith等人报告一种迭代算法来估算单一荧光团最可能的位置和强度，达到了理论上的最小误差。
这项技术保证了超分辨率成像的实时数据分析。
超分辨率成像。
超分辨率成像领域继续扩大，在关于前所未见的、在传统成像技术之外的现象方面，提供了有价值的信息。
仅仅十年前，报告相当稀少，但是今天成百上千的报告关于利用和发展技术，每年都被报道出来。
仅有一小部分被包括。
Huang等人回顾了各种超分辨率方法，并描述了近年来超分辨率显微镜检在细胞中的应用。
它表明了超分辨率显微镜检为生物学、微生物学和神经生物学提供了新的研究角度。
Sauer和同事们报告一种关于dSTORM成像的逐步报告，dSTORM成像是在宽域荧光显微镜下固定的活细胞，用标准荧光探针完成的。
该报告集中在以“开”“关”状态调节荧光素的比例。
数据获得和数据加工可以在秒到分的范围内进行。
有高时空分辨率的活细胞快速超分辨率荧光成像被报导可用随机光学重建显微镜（STORM）观测通过用光学可控染料标志的蛋白完成。
活细胞的二维和三维超分辨率图像可通过网格蛋白小窝和运铁蛋白作为模型系统获得。
快速交换探针保证了空间上达到25nm以及暂时性的0.5s速度的分辨率。
有不同发射波长的光控染料也可以使细胞进行双色3D超分辨率成像。
在另一个有趣的报告中，Hell和同事们用快速的受激发射耗损（STED）显微镜检得到胶体晶体纳米结构在200帧每秒的动态图像。
这项技术被用来使胶体晶体形成过程中潜在的点缺陷退火可视化。
改进传统的荧光成像技术。
在传统荧光成像方面上，有许多进步被报导。
Betzig和同事在活细胞成像时解决一个关键的挑战，即如何无创提取最可能的时空信息，使用光照面显微镜。
光照面限制信息富集焦面附近区域的激发，提供了有效的光学切片和高速、减少光漂白以及减少散光的背景。
贝塞尔扫描光束被用于与照明结构结合，或者双光子激发来创造更薄的、更适合三维（3D）亚细胞成像的光表（分表率低至接近0.3μm，速度高达接近200图每秒）。
Mertz和同事们展示了HiLo显微镜，一个简单的宽域成像技术，能够可视化切割图片，同时，其质量可与共焦激光扫描显微镜相比。
具有光斑的原始图像会与其他来自相同原始数据图像的混合，这些图像从同一照明形式到可视化分割图像。
这一技术可用于在更大视觉领域的视频率成像，更胜标准共聚焦显微镜。
在另一个有趣的研究中，Muller和Enderlein将共聚焦激光扫描显微镜的分辨能力与使用宽场成像的传统共聚焦激光扫描显微镜结合，得到快速的宽场CCD探测。
这项技术使横向光的分辨率翻了一倍。
进步也可体现在减少成本和复杂度。
Richards-Kortum和同事们报告一种纤维光学荧光显微镜，该显微镜用消费级的相机对体内细胞进行成像。
便携的、便宜的元件，包括LED灯，一个物镜，一个光学纤维束，和一个消费级数码相机，可用于在资源匮乏时的检测。
在其他作品中，Zhu等人在一手机上展示宽场荧光和暗场成像。
将划算的并紧凑成像的平台植入手机十分有用，特别是在条件有限情况下。
荧光寿命成像。
近年来，寿命成像的运用增加了许多。
这很大程度上得益于技术的成熟和仪器商业化。
Berezin和Achilefu近期评估荧光寿命成像方法和生物学成像，包括荧光寿命成像的应用。
一些有趣的、聚焦于仪器和应用方面的报告列举如下。
快速得到时间分辨荧光的数据对于显微镜的应用很重要，比如说荧光终生成像。
处于这种考虑，Mcloskey发明了一种高频（100MHz）半导体激光源，最佳符合低消亡时间计算电子快速时间分辨单光子计算荧光获得。
较快的时间得到数据，可能的FLIM应用，被用来估计典型染色。
Leray比较Polar得到最小面积适应方法在时间领域FLIM图像分析。
据了解，至少5%荧光背景会存在，最小铭记适应对于荧光出现但指数强度衰退。
这证明在活着的细胞中极表现不同的荧光不被发现在在通常的时间范围内最小面积适应软件。
宽范围多参数FLIM（WFMP-FLIM）被报道长时间最低限度侵略性观察蛋白质在活细胞中在低光强下。
Vitali有效的证明WFMP-FLIM在FRET分析同时地记录发出和接受荧光在活的Hela细胞中和追踪线粒体转化联合荧光终生分析在神经过程。
使用镧系元素协调化合物或者其他探测在长期散发出短暂的原子荧光背景从生物样本中。
然而镧系元素化合物比传统荧光探测每单位时间发出更少的光子。
快速得到高品质影像在探测浓度这与活细胞实验有关是困难的。
为了强调这一点，Gahlaut描述了时间分辨发光（TRL），脉冲光子发射二极管（LED）显微镜，epi发光和增强负载对数设备（ICCD）相机的带栅门的宽范围的侦查发展和特点。
TRL显微镜有足够的灵敏度和精确度来获得镧系元素发光的高分辨率和精确度影像在活细胞中在生理相关的实验条件下。
共振能量转移。
弗罗斯特共振能量转移（FRET）是一种有力的方法用来研究在分子水平的生物系统的细致的机理。
Sahoo最近发表了FRET的基础原理和在生物，化学，物理学的应用。
一下是最近期刊的一些先进的报道。
正如它所应当的强有力，传统的两种颜色FERT不能抓住生物系统的复杂本质。
最近几年，三色FRET被发明了。
另外，四色FRET现在正在被使用在甚至更复杂的系统中。
Lee断言在实际中六色荧光FRET功效单分子四色FRET。
这种仪器被用来探测先关联的Holliday连接的四臂的移动而且评价RecA-调节线交换事件。
最近，Stein使用有交替激光激发亚种群的单分子四色TRET，显现DNA能量转化途径的控制。
Uphoff描述了被称为“可切换FRET”的新方法，结合了单分子荧光共振能量转化（FRET）的荧光团可逆光电切换。
可切换FRET逐渐分析TRET在单一的发射器和相同的光子切换接受器。
这降低了复杂性通过使得人们可以直接监测多个距离。
DNA分子、蛋白质-DNA复合物和动态Holliday连接系统用于展示可切换FRET为研究动态,多组分生物分子。
Rajapakse等人用时间分辨荧光共振能量转移（LRET）使能够观察活细胞中蛋白质-蛋白质相互作用影像。
铽化合物发光,TMPLumi4引入专门培养细胞和绑定转基因表达大肠杆菌二氢叶酸还原酶（eDHFR）融合蛋白。
LRET在eDHFR-绑定铽化合物和绿色荧光蛋白（GFP）之间被发现长寿命,敏化GFP发射。
背景信号消除使用激发和检测之间的时间延迟。
非线性过程。
一些先进的多光子探测器和蛋白质,工具和应用程序被报道。
只有一小部分可以包括在内。
Bunzli发明了多光子发射发光镧系元素生物探头。
[Eu2（LC5）3]的可行性作为一种多光子发光生物探头被双光子扫描显微镜在Hela细胞成像实验证明了。
在另一个调查相关报告中,Drobizhev等人回顾了各种荧光蛋白双光子吸收特性和提供了一个全面指导选择合适的蛋白质,在双光子激发波长的应用程序。
大范围激发波长被用在多光子显微镜（MPM）:
然而,发射局限于可见光波长。
一个有趣的仪器允许MPM有近红外造影剂。
Yazdanfar等人报道全-NIR系统与非线性激发在1550nm这扩大可用MPM荧光的范围和
几乎消除了自发荧光背景。
该系统允许使用纤维基础，交钥匙超快速激光发展通信。
Kirkby等人报道了高速三维声光镜头显微镜（AOLM）对飞秒双光子成像。
许多功能,包括双光子成像比之前报道,高速二维光栅扫描,三维随机访问低10倍能量,有可能使AOLM成为一个有用的工具来研究快速生理过程分布在3d空间。
在其他工作,Truong等人结合非线性激发和正交照明和薄板显微镜来显像比点扫描双光子显微镜两倍厚和10倍快。
性能的展现通过果蝇和斑马鱼胚胎活体成像实现。
传感器“
荧光系统的发展和应用在检测或报告对某一特定的分析物的浓度被认为是应用于继续研究的一个非常活跃的地区。
在本文发布的时间内，仍有600的出版物在被报道。
在这里，我们报告一个小论文数量，我们觉得是重要的和有趣的。
应注意长期传感器通常是描述系统，可能不符合严格的广泛应用的定义。
这篇评论的目的，我们使用更广泛的意义，以及本分子（或微粒）作为一个交流部分来调制荧光的存在物的信号。
在我们上一篇的回顾中，对爆炸物的检测仍然是许多工作的重点。
在扰动或荧光的猝灭作用如下一种荧光与爆炸性的分子，如三硝基甲苯（TNT）。
例如，从一个有趣的文章，陈的团队着眼于纳米颗粒的选择性反应对硝基derivatives.57颗粒组成芘功能化纳米Ru进行试验，必然通过烯烃通过rudcarbene置换反应。
荧光猝灭作为一种分析物浓度的函数，可以以此为检测基础，来检测不同的芳香硝基化合物。
荧光猝灭芘在硝基芳烃的存在化合物并对两种不同的烯烃进行了检查，乙烯基芘系统明显更对TNT和二硝基甲苯选择性（DNT）化合物表现出对各种硝基芳烃的反应的性质。
灵敏度与检出限达到了nM浓度范围。
彭等人通过对荧光线条的运用以及淬火作为响应机制发表论文。
描述一个分子系统开发的2,4,5-trinitrophenol检测（TNP）58。
TNP的检测是重要的炸药，但它没有受到TNT的关注。
衍生形式的蒽也可以作为荧光传感器，最大发射483nm左右，随着TNP加入的从而显著降低强度。
作者进一步将响应，并对一个复杂的荧光团之间形成hostguest和物以及固态析出物进行了研究，相比于配体的黄色（荧光观察单独的传感器）复杂的analyteligand发现有鲜艳的红色。
固体复合物的确认分析是传感响应是由于组织的自组装过程而检测的。
同时依托hostguest形成一个传感响应配合产生了安斯林纸，而ponnu.59系统是基于环糊精形成的包合物的二（苯乙炔基）—蒽（BPEA），环糊精，和硝基芳香化合物。
而在没有观察到一些反应环糊精与反应增强和更多的选择的相互关系。
sternvolmer的响应分析证明有能力进行分类的芳族和非芳族炸药。
另一个有趣的应用张某等人是发表是基于混合量子双发射点并报道了基于传感器的发展，双发射量子点响应的存在对tnt.60系统基于纳米粒子的组成、两种不同尺寸的CdTe量子点的二氧化硅纳米颗粒的影响。
大的，红色的发光量子点嵌入二氧化硅粒子的核心，和小绿发光量子点在表面。
当绿色的表面结合的量子点通过互动与TNT淬火，可以观察到净色。
然后，使用检测TNT用UV光照射时，该系统由绿变红。
作者进一步的实际应用证明使用一个采样接触提升的方法。
TNT颗粒检测各种材料的表面浓度从5到1000毫微克/平方毫米。
并且有有大量的论文涉及详细的检测离子荧光探针或传感器的使用。
一个共同的主题是搜索有效锌的传感器，特别是应用在成像蜂窝系统。
徐某等人。
报道了一个系统的发展，可选择性锌具有良好的细胞permeability.61传感确定发生酰胺亚胺的分子互变异构过程
+离子，具有优良的对锌离子的选择性。
荧光增强22倍和红移从283到514nm。
该系统被证明，成功的图像内的锌离子可以在在活体斑马鱼胚胎发展。
另一个有趣的系统，对于锌的检测报告由长野的组的该系统的响应机制是基于内部电荷转移（ICT），结果在一个显著的荧光增强和最大吸收波长蓝移。
这是该报告研究的一个重要方面，因为它的目标荧光团的荧光仍然在“关”的常见问题状态。
由于荧光”状态是伴随着在最大吸收波长的位移，荧光信号量“关”的状态，大大减少由于在“关闭”状态
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