Singlet Oxygen Detection and Imaging

اکسیژن منفرد، پایین‌ترین حالت برانگیختگی الکترونیکی اکسیژن مولکولی، بسیار واکنش‌پذیر است و در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی دخالت دارد. این یکی از واسطه‌های اصلی در طول حساسیت به نور است که از زمان باستان توسط بشر استفاده می‌شده است. بارها، حتی اگر مکانیسم های پشت آن تنها حدود نیم قرن پیش شناخته شده بود.

ترکیب واکنش پذیری بالا و طول عمر طبیعی بسیار طولانی امکان تشخیص نوری مستقیم اکسیژن منفرد و فعل و انفعالات آن را با استفاده از فسفرسانس مشخصه آن فراهم می کند. حدود 1270 نانومتر از آنجایی که این انتشار بسیار ضعیف است، تشخیص نوری برای مدت طولانی از نظر فنی بسیار چالش برانگیز بود. بنابراین، حتی امروزه، بیشتر آزمایشگاه‌ها فقط از واکنش‌پذیری بالا برای مشاهده برهم‌کنش با مولکول‌های حسگر استفاده می‌کنند، نه خود انتشار اکسیژن منفرد. با این حال، در سال‌های اخیر تشخیص نوری بسیار حساس توسعه یافته است که نویسندگان آن مشارکت‌کنندگان اصلی هستند.

این کتاب به تشخیص تک‌اکسیژن اختصاص یافته است، احتمالات، مشکلات و محدودیت‌های روش‌های مختلف را با تمرکز ویژه مورد بحث قرار می‌دهد. در مورد فسفرسانس حل شده با زمان و سینتیک تولید و پوسیدگی اکسیژن منفرد از جمله فرآیندهای مرتبط و مرتبط، بحث در مورد سیستم‌های بررسی شده با پیچیدگی‌های مختلف از راه‌حل‌های در شرایط آزمایشگاهی تا in vivo.

پارادایمی طولانی‌مدت که اکسیژن را منفرد می‌کند. فسفرسانس معیاری برای سیستم‌های تشخیص است تا گزینه‌ای برای مشاهده فرآیند هنوز در همه جا موجود است و این کتاب امیدوار است در غلبه بر این تعصب غالب کمک کند.

Singlet Oxygen, the lowest electronically excited state of molecular oxygen, is highly reactive and involved in many chemical and biological processes. It is one major mediator during photosensitization, which has been used by mankind since ancient times, even though the mechanisms behind it were understood only about half a century ago.

The combination of high reactivity and very long natural lifetime allows for direct optical detection of singlet oxygen and its interactions using its characteristic phosphorescence at around 1270 nm. Since this emission is very weak, optical detection was technically very challenging for a long time. Therefore, even today, most laboratories only exploit the high reactivity to observe the interaction with sensor molecules, rather than singlet oxygen emission itself. However, in recent years highly sensitive optical detection was developed, the authors being major contributors.

This book is dedicated to the detection of singlet oxygen, discussing possibilities, pitfalls and limits of the various methods with a special focus on time-resolved phosphorescence and the kinetics of singlet oxygen generation and decay including involved and related processes, discussing investigated systems with various complexity from solutions over in vitro to in vivo.

The long-standing paradigm that singlet oxygen phosphorescence is a benchmark for detection systems rather than an option for process observation is still ubiquitous and this book hopes to contribute in overcoming this still prevailing bias.