稀土离子荧光探针

非过渡系生命金属(如Ca2+、Mg2+)没有适当的光、磁性质,使得对它们在生物大分子中结构、性质等的研究受到一定的限制,若用具有光、磁性持的稀土离子与这些非过渡系生命金属置换,通过稀土离子与生物大分子的相互作用行为来探察非过渡系生命金属的功能,这就是离子探针技术.稀土离子的狭窄线状光谱和激光的高分辨率使得稀土离子探针成为一种非常理想的荧光探针,现已广泛应用于生物学、医学以及免疫学领域.
稀土离子自身荧光比较微弱,但是与发光的有机配体络合之后,通过分子间或分子内的能量传递,使稀土离子的荧光强度大大增强,称之为敏化发光.其原理见图3.以稀土离子作为探针,加入到生物大分子体系中,取代生物体内的含钙金属蛋白,金属酶,然后通过测定稀土离子的光谱学和磁学特性,就可以推断了Ca在这些生物活性物质中的微观结构:配位结构、成键方式和几何构型等,从而揭示Ca在生物活性物质中的存在形态和生物功能.稀土离子不仅可以探测含钙的生物大分子的结构,同时也可以探测本来就不含有金属离子的生物大分子的活性部位、结合位置数、生成常数以及探针离子与配位原子或活性基团的距离等.稀土离子探针[10]在核酸的结构和功能研究中也占有十分重要的位置,是核酸的碱基序列二级结构及功能研究中十分有用的工具.