罗丹明-三嗪荧光探针的Cu~(2+)识别及其在细胞成像中的应用

以罗丹明酰肼和三聚氯氰缩合反应所得罗丹明-三嗪衍生物R1作为荧光探针,通过紫外光谱、荧光光谱、红外光谱和质谱方法研究了该探针的识别性能。结果表明:在乙腈-水(1∶1,V/V,Tris-HCl,0.02 mol/L,pH 7)介质中,探针R1能选择性、可逆识别Cu~(2+)。识别机制是基于Cu~(2+)的加入使探针R1分子内的内酰胺环结构打开,形成1∶1络合物,产生强荧光,同时伴随从无色到紫红色的明显颜色变化。据此,制备了基于R1的Cu~(2+)检测试纸,可以方便快捷地检测水中的Cu~(2+);此外,利用细胞成像技术在He La细胞内实现了对Cu~(2+)的荧光显微成像,为生物体活细胞内Cu~(2+)的检测提供了重要的方法参考。     

香豆素类双酰腙荧光探针的合成及对Cu~(2+)的识别性能（英文）

设计合成了2种以香豆素为荧光团、酰腙为识别基团的双香豆素双酰腙类荧光探针,并对其进行了结构表征及光谱性能研究。结果表明,探针对Cu~(2+)具有高选择性和高灵敏度,表现出明显的荧光猝灭效应,探针与Cu~(2+)以1∶2的结合比相互作用,对Cu~(2+)检测限为10~(-9)mol/L。     

双罗丹明类衍生物荧光探针的合成及对Cu~(2+)的识别

设计并合成了一种可检测Cu~(2+)的新双罗丹明类衍生物荧光增强型分子探针(RG1),并用核磁和高分辨质谱(HRMS)对其结构进行了表征。通过紫外-可见光谱和荧光光谱研究了该荧光分子探针对Cu~(2+)的识别性能,结果表明:在体积比为1∶1的乙腈-水(10mmol/L Tris-HCl,pH=7.2)溶液体系中,探针RG1本身无色且荧光很弱,加入Cu~(2+)后,探针在553nm处出现强的荧光发射峰,溶液颜色从无色变为粉红色,对Cu~(2+)表现出好的选择性。此外,该探针可在较宽的pH范围(5~10)内直接检测Cu~(2+)的浓度。结果表明,Cu~(2+)浓度在3.0×10~(-6)~1.5×10~(-5)mol/L范围内与探针的荧光强度呈良好的线性关系,Cu~(2+)检出限为3.31×10~(-7)mol/L。同时对河水进行加标回收实验,得到了良好的回收率。     

荧光多肽探针靶向检测细胞和斑马鱼中的Cu~(2+)和S~(2-)

Cu~(2+)作为人体内含量最多的微量元素之一,在人正常的生理活动和新陈代谢中发挥着重要作用,而体内过量的Cu~(2+)则被发现与唐氏综合症、阿尔兹海默症等严重疾病密切相关. S~(2-)作为人体内广泛存在的阴离子,参与调控细胞内的氧化还原平衡、细胞凋亡、胰岛素分泌等各种生理过程,它的过度积累可能是阿尔兹海默症、帕金森的关键诱因.本文构建了一个Dansyl修饰的六肽荧光探针P (Dansyl-Asp-Glu-Pro-Gly-Ser-His),发现多肽探针P可以高特异性地识别Cu~(2+),而不受其他离子的干扰;它与Cu~(2+)以2:1的比例结合形成配合物2P-Cu,导致多肽探针的荧光淬灭.该配合物可以高选择性地检测S~(2-), S~(2-)的加入会置换出配合物中的Cu~(2+),从而恢复多肽探针的荧光.荧光实验表明,多肽探针P以"On-Off-On"的响应模式,实现对Cu~(2+)和S~(2-)的高灵敏检测,检测限分别为160和85 nM.并且,多肽探针P可成功用于活细胞和斑马鱼中Cu~(2+)和S~(2-)的成像.本文开发的新型荧光多肽探针具有生物相容性好、细胞毒性低等优点,可以用于细胞和活体中Cu~(2+)和S~(2-)的靶向检测,在Cu~(2+)和S~(2-)相关疾病的机理研究和诊断中具有广泛的应用潜力.     

基于咔唑-席夫碱的高选择性裸眼和荧光识别Cu~(2+)的探针

合成了一种新型基于咔唑-席夫碱识别Cu~(2+)的荧光探针L.利用紫外-可见和荧光光谱研究了探针L对阳离子的识别性能.实验结果显示,当加入Cu~(2+)时,探针L的CH_3CN溶液显示出明显的颜色变化,由黄色变为无色.这表明,利用探针L可裸眼识别Cu~(2+).通过荧光光谱分析实验发现,在CH_3CN溶剂中,探针L对Cu~(2+)具有较高的选择性和灵敏度,其荧光强度随着Cu~(2+)的浓度增大而逐渐增强,不受其它金属离子影响,抗干扰能力强.探针L与Cu~(2+)的结合常数为1.38×10~4 L/mol,检测限为2.34×10~(-7) mol/L,低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Cu~(2+)的最大含量20mmol/L.探针L在检测环境中的Cu~(2+)含量方面具有潜在应用价值.     

新型香豆素类荧光探针的合成及其对Cu~(2+)的识别性能

以2-羟基-4-甲氧基苯甲醛和丙二酸二乙酯为起始原料,设计并合成了一种新型的Cu~(2+)荧光探针7-甲氧基-2-氧代-N-[2-(苯基氨基)乙基]-2H-色烯-3-甲酰胺(NPC),其结构经~1H NMR,~(13)C NMR,MS(EI)和元素分析表征。并研究了室温下,NPC在乙醇和水的混合溶液中对Cu~(2+)的识别性能。结果表明:NPC对Cu~(2+)表现出荧光猝灭效应,具有对Cu~(2+)的选择性识别性能。     

一种同时分辨识别Zn~(2+)和F~-离子的双功能探针（英文）

由8-甲酰基-7-羟基香豆素与碳酰肼经一步缩合反应可制得探针1。研究发现,探针1对Zn~(2+)和F-离子均呈现荧光增强和比率比色的高灵敏和高选择性响应,检出限低至10-8 mol·L~(-1)。通过光谱、ITC、1H NMR滴定及质谱分析,详细地研究了探针与离子形成的配合物性质。在不同的介质中,探针不仅同时表现出对金属阳离子Zn~(2+)和对阴离子F-的识别,而且吸收和发射波长均有显著的差异:1-Zn~(2+)配合物的最大吸收波长为360 nm,而1-F-配合物为400 nm;1-Zn~(2+)配合物的荧光激发和发射波长分别为360和454 nm,而1-F-配合物分别为400和475 nm。此外,探针1还能应用于活体PC3细胞中Zn~(2+)的荧光成像。     

间-双(2′-N,N′-苯甲胺基-1-萘基)甲氧基苯的合成及对Fe~(3+)和Cu~(2+)的荧光传感性能

以间二甲苯、水杨醛和α-萘胺等为原料合成了荧光化学传感器1,并经红外、核磁、质谱表征了产物的结构.用紫外光谱、荧光光谱滴定实验的方法研究了金属离子和化合物的相互作用.结果表明传感器1对Cu~(2+)和Fe~(3+)表现出高选择性荧光响应,受常见离子干扰较小,化合物1与Cu~(2+)和Fe~(3+)结合形成1∶1的配合物,其结合常数分别为(2.83±0.42)×10~3和(8.69±0.32)×10~3 L·mol~(-1),检出限分别为2.584 4×10~(-4)和1.234 2×10~(-5) mol·L~(-1).     

基于苯并噻唑单元的Fe~(3+)荧光探针的合成及细胞成像应用研究

设计并合成了新型基于苯并噻唑的荧光探针L1和L2。通过荧光光谱滴定实验研究了其在DMSO/H_2O(1∶1,V/V,HEPES,p H=7.2)中对Li~+,Na~+,K~+,Ag~+,Cu~(2+),Ni~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Cd~(2+),Hg~(2+),Co~(2+),Mg~(2+),Ca~(2+),Ba~(2+),Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)等不同金属离子的选择性识别能力,结果表明,探针对Fe~(3+)表现出较高的选择性,并与Fe~(3+)形成1∶1配合物,络合常数为(2.36×10~3)。其他常见金属离子的存在对铁离子引起的荧光淬灭无影响。探针L2还被用于活细胞中铁离子的检测。     

近红外Cu2+比率荧光探针合成及其细胞成像

基于罗丹明染料和菁染料衍生物,设计合成了一种新型近红外比率Cu~(2+)荧光探针(RCy7)。通过核磁共振和质谱对其结构进行了表征。详细研究了该荧光探针对Cu~(2+)的光学识别性能。在体积比为1∶1的乙腈/Tris-HCl(20 mmol/L,pH=7.2)缓冲溶液中,探针RCy7显蓝色且在722 nm波长处有较强的荧光发射峰,随着Cu~(2+)的加入,探针在722 nm波长处的最大发射峰蓝移到577 nm,溶液颜色也从蓝色变为粉红色。该探针对Cu~(2+)的识别具有高选择性,而且可在较宽的pH(5.5～11.3)范围内实现对Cu~(2+)的检测。Cu~(2+)的浓度在0～1.0×10~(-5) mol/L范围内与探针的荧光强度比值(I_(577)/I_(722))呈良好的线性关系,相关系数R~2=0.9928,检出限为1.09×10~(-8) mol/L。此外,探针RCy7具有良好的细胞膜透性,被成功地用于活HeLa细胞中Cu~(2+)的荧光成像。     

一种基于联二萘酚衍生物的荧光探针对铜离子的荧光识别

合成了一种基于联二萘酚结构的荧光探针L并表征了其结构。在CH_3OH/H_2O(HEPES 10 mmol/L,1/1,V/V,pH 7.4)溶液中,探针L对Cu~(2+)表现出高度的选择性识别作用,并具有较强的抗干扰能力。在Cu~(2+)浓度0~50μmol/L范围内,探针L在378 nm处的荧光强度与Cu~(2+)浓度呈现良好的线性关系(R~2=0.9983)。L与Cu~(2+)的结合比为1:1,L对Cu~(2+)的检出限为1.32×10~(-6)mol/L,适用于在近中性及碱性条件下对铜离子的检测。     

肼二腙类多功能长波发射荧光探针的合成及其铜配合物对H_2S的识别

以1,4-二乙基-7-羟基四氢喹喔啉-6-甲醛为基础,设计合成了一种具有长波长发射、较大斯托克斯位移的新型肼二腙类荧光探针L.在探针L的二甲基亚砜(DMSO)溶液中加入Cu~(2+)和CO~(2+)后,溶液颜色由黄色分别变为粉色和无色,可裸眼识别Cu~(2+)和Co~(2+).利用L与Cu~(2+)形成的配合物,在DMSO/H_2O(V:V=7:3,HEPES,1×10~(-2)mol/L,pH=7.4)缓冲溶液中可荧光"OFF-ON"识别H_2S.试纸条实验表明,L-Cu~(2+)对不同浓度H_2S显色明显,可以通过裸眼和荧光双通道快速检测H_2S.此外,利用Discovery Studio分子模拟软件,通过分子L结构反向找靶,并用CDOCKER程序进行分子对接,发现分子L对2x0v蛋白(来自人类的P53蛋白)有很好的结合作用,有望在医药领域得到应用.     

Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针对水中Cu~(2+)的超灵敏检测

合成了一种Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针cs124-DTPA-NH-PEGDBI-Fe3O4∶Tb。该复合荧光探针与Cu~(2+)有很强的结合能力,Cu~(2+)对Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针具有荧光猝灭作用。实验表明,该复合荧光探针稳定性良好且有很好的水溶性,可在较宽的pH范围(5.0~10.0)快速检测Cu~(2+)。此外,在竞争实验中发现,该纳米荧光探针能够实现对溶液中Cu~(2+)的超灵敏和选择性检测而对其他多种常见离子响应较小,对Cu~(2+)的检测限甚至可达到1nmol/L。     

诺蒎酮基喹唑啉-2-胺型铜离子荧光探针的合成及其应用研究（英文）

以可再生的b-蒎烯衍生物诺蒎酮为原料,设计合成了一种新型的诺蒎酮基喹唑啉-2-胺铜离子荧光探针N-苄基-4-(4-(二乙氨基)苯基)-7,7-二甲基-5,6,7,8-四氢-6,8-桥亚甲基喹唑啉-2-胺(BNQ).探针BNQ在PBS/THF(V/V=8/2,10mmol·L~(-1), pH=7.4)溶液中对Cu~(2+)表现出高度选择性的荧光猝灭效应,并能在较宽pH范围(4～10)内有效识别Cu~(2+).同时,荧光滴定实验结果表明,探针BNQ对Cu~(2+)具有良好的灵敏度,其检测限为0.09μmol·L~(-1),远低于世界卫生组织(WHO)规定在饮用水中Cu~(2+)的最高含量(30μmol·L~(-1)).而且,采用高分辨质谱以及密度泛函理论计算确定了探针BNQ与Cu~(2+)的络合作用机理.探针BNQ还可以对不同水环境中的微摩尔级Cu~(2+)进行快速检测.生物成像实验发现,探针BNQ还可检测斑马鱼体内的Cu~(2+),并呈现出良好的荧光成像效果.     

基于水杨醛席夫碱锌配合物交联稳定化荧光聚合物胶束的合成及其对铜离子的荧光响应性

以S-十二烷基-S'-(α,α'-二甲基-α″-乙酸)-三硫代碳酸酯(DMAT)为链转移剂、2-羟基-5-乙烯基苯甲醛(HVB)为单体,利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合法(RAFT)合成结构明确、数均相对分子质量可控的水杨醛聚合物(PHVB)。将PHVB直接地与单端胺基功能化聚乙二醇(m PEG-NH2)按n(—NH2group)/n(—CHO group)=0.50投料进行醛-胺缩合反应,获得接枝率为50%的两亲性接枝水杨醛席夫碱聚合物PHVB-graft-PEG。采用凝胶渗透色谱仪(GPC)和核磁共振氢谱(1H NMR)对合成的聚合物的数均相对分子质量和结构进行了确证。将PHVB-graft-PEG直接地分散于无水乙醇中,自组装形成以聚乙烯水杨醛席夫碱为核、聚乙二醇为壳的胶束,然后以所得胶束为微反应器,与Zn(OAc)2进行配位反应得到外壳为可溶性链段PEG,内核为发光水杨醛席夫碱锌配合物的PHVB-graft-PEG/Zn~(2+)交联稳定化胶束。通过紫外-可见分光光谱(UV-Vis)、荧光发射光谱(FLL)、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)分别对胶束的交联稳定化过程进行了表征。研究结果表明,经交联稳定化后,PHVB-graft-PEG/Zn~(2+)胶束在干燥后仍可在水和常见有机溶剂中再分散形成粒径大小约为100 nm、在约460 nm处发射出蓝光荧光的纳米粒子,并且可作为荧光传感器,在水溶液中对Cu~(2+)离子进行选择性识别,其荧光淬灭率与Cu~(2+)离子浓度(0~50μmol/L范围内)呈线性关系,最低检测下限至0.5μmol/L,而其它共存离子如Cd~(2+)、Mg~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)、Ca~(2+)、Hg~(2+)、Al3+、Mn~(2+)等对Cu~(2+)离子的荧光响应性没有干扰,即可实现对Cu~(2+)离子进行定量检测。     

新型基于咔唑-氨基硫脲席夫碱识别Cu~(2+)的探针

合成出了3个新型基于咔唑-氨基硫脲席夫碱衍生物.利用裸眼、紫外-可见光谱、荧光光谱和质谱研究了代表2-[(N-庚烷-咔唑-3-基)甲叉基]肼硫代甲酰胺(L_2)对阳离子的识别性能.实验结果显示,该化合物水溶性良好,可以在DMSO-H_2O(V∶V=6∶4,Tris-HCl缓冲液,pH=7.0)的体系中使用.当加入Cu~(2+)时,化合物L_2的DMSO-H_2O溶液显示出明显的颜色变化,由无色变为黄色,而其它阳离子无明显颜色变化.这表明,席夫碱L_2可作为裸眼识别Cu~(2+)的探针.荧光光谱分析实验发现,在DMSO-H_2O(V∶V=6∶4,Tris-HCl缓冲液,pH=7.0)溶剂中,探针L_2是对Cu~(2+)具有高选择性和灵敏度的荧光猝灭型探针.探针L_2与Cu~(2+)的结合常数为3.42×104 L·mol~(-1),检测限为8.96×10-6 mol·L~(-1).MS分析显示,L_2与Cu~(2+)的络合比为1∶1.探针L_2对Cu~(2+)的检测限低于世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Cu~(2+)的最大含量20?mol·L~(-1).     

一种基于1,8-双取代芘的荧光探针对Cu~(2+)和焦磷酸根的接力识别

以1,8-二乙炔基芘和8-氨基喹啉为原料,通过click反应合成了一种双取代芘荧光探针L,表征了其结构.探针L可以在THF/H_2O(V∶V=1∶1,HEPES,1×10~(-2) mol/L,p H=7.4)中快速识别Cu~(2+),其他离子没有干扰.Job’s实验和高分辨质谱证明L与Cu~(2+)的结合计量比为1∶1,密度泛函理论计算表明L与Cu~(2+)形成了多元配合物.此外,L-Cu~(2+)对PPi具有良好的选择性和灵敏度,且响应快速,其检测限可达到6.32μmol·L~(-1),有潜在的应用价值.     

紫外-可见分光光度法间接测定西咪替丁的含量

建立了紫外-可见分光光度法间接测定西咪替丁含量的方法。在西咪替丁样品溶液中加入Cu~(2+)溶液,用0.1 mol·L~(-1)氢氧化钠溶液和0.1 mol·L~(-1)盐酸溶液调节溶液至pH 7,并用pH 7的乙酸-乙酸钠缓冲液维持溶液酸度,西咪替丁与Cu~(2+)形成稳定的Cu~(2+)-西咪替丁配合物,该配合物在325 nm处产生明显的特征紫外吸收峰,通过测定其吸光度来间接测定西咪替丁的含量。结果显示:西咪替丁的质量浓度在一定范围内与其对应的Cu~(2+)-西咪替丁配合物体系的吸光度呈线性关系,检出限(3s/k)为3.00 mg·L~(-1)。对实际样品进行3个浓度水平的加标回收试验,西咪替丁的回收率为95.3%～102%,测定值的相对标准偏差(n=5)为1.2%～2.9%。     

香豆素型荧光探针的设计合成及对铜(Ⅱ)的识别

设计合成了香豆素衍生物荧光探针(HPDC),该传感器在与其他离子共存的条件下表现出对Cu~(2+)的高选择性和灵敏度,并可肉眼识别颜色变化。Cu~(2+)的最低检测浓度达到0.32μmol/L。Job曲线表明HPDC与Cu~(2+)的络合比为1:1。     

荧光猝灭型硼氟二吡咯类Cu2+探针的合成及其生物细胞成像的应用

设计合成了一个反应型的硼氟二吡咯(BODIPY)类荧光探针1,该探针以吡啶-2-羧酸苯酚酯基为识别基团。通过~1H NMR、~(13)C NMR和HRMS表征了1的结构,并解析了其晶体结构。光谱分析实验结果显示,探针1具有高的荧光量子产率(0.79),对Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,并能成功应用到生物细胞中Cu~(2+)的成像检测。