服务案例

公司与广西大学合作，开发“荧光标记探针制备及成像虚拟仿真实验”课程。

实验目的

化学荧光检测技术是一种化学、生物、医学等众多学科交叉的前沿性学科，是一种新型的生物医学检测手段。结合荧光共聚焦显微镜发展成的荧光显微镜成像技术是一种利用荧光信号变化实现相关检测的分析手段。它具有较低的背景干扰、较高的灵敏度和选择性等传统的光学显微镜完全不具备的优势。相对于传统的分析检测方法，例如核磁共振检测、高分辨质谱分析和电镜检测等，荧光成像技术还具有很多独特的优势。第一，荧光成像技术利用光致发光成像技术实现检测，对待测样品的损伤很小；第二，荧光成像技术具有很好的选择性和灵敏度，可以实现生物样品中特定靶标分子的原位实时成像检测；第三，荧光成像技术在样品准备的时候不需要破坏待测生物样品，测试操作简便，对样品起到了一定的保护作用。

通过本虚拟仿真项目，达到以下目的：

1、掌握基本的荧光探针的设计和合成方法；

2、掌握荧光探针光学性质测试的一般方法；

3、了解荧光探针生物成像的方法。

实验原理

针对甲醛荧光探针存在短波长激发（激发光普遍小于600 nm）及不能实现深层次穿透等不足之处，我们利用经典的双光子荧光平台-萘酰亚胺荧光平台，引入新型甲醛识别位点-肼基，构建了新型双光子甲醛荧光探针Na-FA。肼基是一种强供电子基团，将它直接与萘酰亚胺荧光平台相连，会对荧光平台产生光诱导电子转移效应导致荧光淬灭。当引入甲醛之后，肼基会与甲醛的羰基自发进行缩合反应形成腙基团，限制了肼基的供电子能力，导致光诱导电子转移效应被打断，恢复了萘酰亚胺荧光平台的分子内电荷转移机制，使得荧光得以恢复。

实验内容

本虚拟仿真实验包括如下3个学习模块：

模块一：荧光探针制备

通过加热回流得到了荧光探针，并对产物进行了核磁和高分辨质谱的表征；

回流反应制备荧光探针

柱层析提纯

核磁波谱分析产物

高分辨质谱分析产物

模块二：荧光探针光谱测试实验

利用紫外-可见分光光度计，确定了探针的最大吸收波长。利用荧光光谱仪，得到了荧光滴定曲线、荧光强度变化-时间曲线和选择性荧光光谱。

荧光光谱分析荧光探针

模块三：细胞成像实验

对细胞进行了单光子和双光子细胞内源性甲醛荧光成像实验。对肝脏组织切片进行了内源性甲醛成像实验。

内源性甲醛成像实验