Advanced Fluorescence Reporters in Chemistry and Biology I: Fundamentals and Molecular Design

گزارشگر فلورسانس عنصر کلیدی هر فناوری سنجش یا تصویربرداری است. انتخاب و اجرای بهینه آن برای افزایش حساسیت، دقت، توان چندگانه و همچنین وضوح طیفی، زمانی و مکانی در روش‌های مختلف تحقیق و تحلیل عملی بسیار مهم است. بنابراین طراحی گزارشگرهای ?Uorescence با خواص پیشرفته یکی از مهمترین مشکلات است. در این مجلد، متخصصان برتر در این زمینه دانش پیشرفته ای در مورد طراحی و خواص رنگ های نورسنت ارائه می دهند. رنگ‌های آلی اولین موادی بودند که برای اهداف تحلیلی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، و ما مشاهده می‌کنیم که آنها موقعیت پیشرو خود را در برابر رقابت شدید مواد جدید - پلیمرهای مزدوج، نانوکریستال‌های نیمه رسانا، و مجتمع‌های کیلیت فلزی حفظ می‌کنند. اخیراً، زیست شناسی مولکولی و سلولی ابزار ارزشمندی از یوئوروفورهای آلی را به دست آورده است که توسط ماشین های سلولی سنتز شده و در پروتئین نوررسان سبز و آنالوگ های آن گنجانده شده است. نیازهای تکنیک‌های مختلف نوررسانی که در حوزه‌های طیفی، ناهمسانگردی و زمانی کار می‌کنند، نیازمند طراحی متمرکز گزارش‌گران نوررسانی است که به خوبی با این تکنیک‌ها سازگار شده باشند. محدوده طیفی نزدیک به IR برای کاربردهای مختلف جذاب‌تر می‌شود و رنگ‌های جدید منتشر شده در این محدوده به شدت درخواست می‌شود. Uorescence دو فوتونیک به یکی از ابزارهای اصلی در تصویربرداری زیستی تبدیل شده است و گزارشگران ?Uorescence که به خوبی با این تکنیک سازگار شده اند نیاز فوری دارند. این مشکلات را نمی توان بدون آگاهی از اصول اساسی طراحی رنگ و پدیده های فیزیکی پشت پاسخ ?Uorescence آنها حل کرد.

Fluorescence reporter is the key element of any sensing or imaging technology. Its optimal choice and implementation is very important for increasing the sensitivity, precision, multiplexing power, and also the spectral, temporal, and spatial reso- tion in different methods of research and practical analysis. Therefore, design of ?uorescence reporters with advanced properties is one of the most important problems. In this volume, top experts in this ?eld provide advanced knowledge on the design and properties of ?uorescent dyes. Organic dyes were the ?rst ?uorescent materials used for analytical purposes, and we observe that they retain their leading positions against strong competition of new materials – conjugated polymers, semiconductor nanocrystals, and metal chelating complexes. Recently, molecular and cellular biology got a valuable tool of organic ?uorophores synt- sized by cell machinery and incorporated into green ?uorescent protein and its analogs. Demands of various ?uorescence techniques operating in spectral, anisotropy, and time domains require focused design of ?uorescence reporters well adapted to these techniques. Near-IR spectral range becomes more and more attractive for various applications, and new dyes emitting in this range are strongly requested. Two-photonic ?uorescence has become one of the major tools in bioimaging, and ?uorescence reporters well adapted to this technique are in urgent need. These problems cannot be solved without the knowledge of fundamental principles of dye design and of physical phenomena behind their ?uorescence response.