熒光是一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象，一般物質(zhì)分子均處于基態(tài)，此時(shí)無電子躍遷過程的發(fā)生也就沒有熒光產(chǎn)生。
一旦物質(zhì)吸收激發(fā)光的光能后，電子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)(單重激發(fā)態(tài)或經(jīng)系間跨越至三重激發(fā)態(tài))，處于激發(fā)態(tài)電子不穩(wěn)定，經(jīng)內(nèi)轉(zhuǎn)換返回基態(tài)時(shí)主要以輻射躍遷和非輻射躍遷兩種途徑。
輻射躍遷包括熒光、磷光等帶有光子發(fā)射的過程；非輻射躍遷則包括振動(dòng)弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)換、系間跨越等伴隨著熱能產(chǎn)生的過程，此時(shí)不產(chǎn)生熒光或磷光。
熒光探針亦被稱為熒光化學(xué)傳感器，是一種將生物、化學(xué)事件等信息轉(zhuǎn)化為可被分析的熒光信號(hào)的“分子器件”。
熒光探針通常由識(shí)別位點(diǎn)的分子、發(fā)色團(tuán)或熒光團(tuán)，以及兩者之間的通信機(jī)制構(gòu)成。
識(shí)別位點(diǎn)分子與待分析物(客體)作用(置換、化學(xué)反應(yīng)、配位等)，通過不同的通信機(jī)制或信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)理將識(shí)別的化學(xué)信號(hào)傳遞給熒光團(tuán)，實(shí)現(xiàn)熒光團(tuán)性質(zhì)如熒光發(fā)射的波長(zhǎng)、強(qiáng)度或熒光壽命的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物定性或定量的檢測(cè)。
熒光探針技術(shù)是通過熒光信號(hào)的改變來定性或定量檢測(cè)分析物。根據(jù)識(shí)別后熒光信號(hào)的改變，可將熒光探針響應(yīng)模式分為三種類型：
(a)增強(qiáng)型即“Tum-ON”型。熒光探針本身無熒光或有較弱熒光，識(shí)別客體后探針的熒光強(qiáng)度增加。
(b)淬滅型即“Tum-OFF”型。熒光探針本身?yè)碛休^強(qiáng)的熒光強(qiáng)度，識(shí)別客體后探針的熒光強(qiáng)度減弱或消失。
(c)比率型即“Ratiometric”型。熒光探針本身?yè)碛刑囟úㄩL(zhǎng)的熒光發(fā)射，識(shí)別客體后探針本身的熒光發(fā)射減弱或消失的同時(shí)出現(xiàn)新的(藍(lán)移或紅移)波長(zhǎng)的熒光發(fā)射。利用不同發(fā)射波長(zhǎng)的熒光強(qiáng)度比值作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前，熒光探針設(shè)計(jì)時(shí)常用的設(shè)計(jì)原理有光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)理、熒光共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)理、分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理、聚集誘導(dǎo)發(fā)光機(jī)理等。
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