用于谷胱甘肽检测的新型罗丹明衍生物荧光探针EI北大核心CSCD

合成了一种反应型近红外荧光探针N-Rh-GSH,该探针以罗丹明衍生物为荧光母体,通过与谷胱甘肽(GSH)作用触发螺环的开关来实现信号的响应,其开环释放的荧光产物具有760 nm的近红外发射波长。细胞实验表明,该探针可实现对活细胞中GSH的成像。     

一种新型快速检测半胱氨酸的荧光探针EI北大核心CSCD

基于三苯胺母体的强供电子能力,设计合成了一种共轭性良好的新型半胱氨酸(Cys)荧光探针。采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了目标探针T-Probe对半胱氨酸(Cys)的光谱响应。结果表明:目标探针分子与Cys作用后,荧光发射波长有约20 nm红移,荧光强度发生明显的增强,在365 nm紫外灯下,溶液由青色变为蓝色;探针分子选择性识别Cys的检测限为98.4 nmol/L,且灵敏度较高。     

基于菁染料高选择性检测半胱氨酸的近红外荧光探针

本文设计合成了以菁染料为荧光团,以4-(三氟甲基)苯硫基为半胱氨酸响应识别基团的近红外荧光探针(Cy-CF_3)。利用探针分子Cy-CF_3与半胱氨酸和谷胱甘肽反应发生的机理不同,实现了对半胱氨酸特异性识别。探针分子Cy-CF_3与半胱氨酸发生芳香亲核取代反应生成巯基取代产物,进一步通过分子内重排反应生成氨基取代产物Cy-Cys。光谱研究结果表明,探针分子Cy-CF_3与半胱氨酸作用后发生明显的吸收波长蓝移(160nm),并且可观察到明显的颜色变化;荧光光谱中,随着半胱氨酸的加入,探针分子Cy-CF_3在780nm处的近红外荧光显著增强。Cy-CF_3能高选择性检测半胱氨酸,并且不受其它氨基酸尤其是结构类似的谷胱甘肽干扰。探针分子Cy-CF_3被成功地应用于活体细胞中检测半胱氨酸。     

一种新型一氧化氮比率型近红外荧光探针的制备及应用

该文以邻苯二胺修饰的［c］［1, 2, 5］噻二唑-5, 6-二胺作为一氧化氮（NO）识别基团和电子受体,芴衍生物作为荧光基团和电子供体,合成了一种新型检测NO的近红外荧光探针。通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究探针分子的光谱学性质及检测NO的可行性。该探针与NO反应后生成苯并三氮唑结构,分子内电荷转移（ICT）效应加强,在近红外区的荧光明显增强。相较于传统的增强型或猝灭型NO荧光探针,该文制备的荧光探针通过比率计量荧光检测信号,实现了背景荧光低、抗干扰能力强的NO近红外荧光检测。该荧光探针受外界干扰小,且不与其他活性氧、活性氮反应,能够对不同浓度的NO产生快速、灵敏的荧光响应,对NO的检测线性范围为0～10 μmol/L,检出限为28.88 nmol/L。选择性实验表明,该探针对NO的响应具有专一性和抗干扰性。该文制备的比率型荧光探针能实现NO近红外荧光分析和检测,具有背景荧光低、抗干扰能力强的优点,可用于生物样品中NO的检测。     

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用~1HNMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。     

一种基于硝基烯烃的硫醇荧光探针的合成及生物成像研究

生命体内小分子硫醇,如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH),在多种生理和病理过程中发挥重要作用.以氟硼二吡咯(BODIPY)为荧光团,硝基烯烃为识别基团,经三步简单有机合成,构建了一个打开型硫醇荧光探针.密度泛函理论计算结果表明,硝基通过光诱导电子转移(PET)机制淬灭BODIPY荧光.光谱测试结果表明,探针与硫醇发生迈克尔加成反应,响应迅速,选择性好,灵敏度高,对GSH的检测极限低至11×10~(-9) mol/L.荧光共聚焦成像结果表明,探针可用于HeLa细胞和斑马鱼内源生物硫醇荧光成像研究.     

一种基于查尔酮衍生物的荧光探针对巯基氨基酸的检测及细胞成像

生物硫醇(如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)及谷胱甘肽(GSH))与生物体和细胞中的许多生理和病理过程密切相关。荧光探针是对生物硫醇灵敏检测与成像的有力工具。本文合成了一种可检测生物硫醇的基于2′-羟基查尔酮荧光团开启型荧光探针1。探针中的2,4-二硝基苯磺酸酯基团既作为反应识别基团,又作为荧光猝灭基团。在DMSO/Tris(体积比8/2,pH=8.4)中,探针1与生物硫醇反应后释放出前体化合物3,3具有激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)特性,从而导致长波长荧光发射及较大的斯托克斯位移。探针1具有合成简单、灵敏度高、选择性高、细胞毒性低等优点,可以方便地检测溶液和活细胞中的生物硫醇。     

一种1,8-萘酰亚胺衍生物检测半胱氨酸荧光探针 的合成及其在活细胞和秀丽隐杆线虫中成像中的运用

基于1,8-萘酰亚胺衍生物,构建了一种检测半胱氨酸(Cys)的新型荧光探针TPFC-Acryloyl。光谱研究表明该探针能有效识别Cys且能够在1min内实现快速响应。探针对Cys的检测表现出高选择性,检测限为2.13μmol/L。经荧光光谱和质谱实验确证其检测机理为：Cys与TPFC-Acryloyl分子中的丙烯酸酯发生共轭加成-环化反应,进而羟基裸露的同时释放出黄色荧光。细胞毒性测试表明探针TPFC-Acryloyl的细胞毒性低。此外,该探针还被成功应用于活细胞和秀丽隐杆线虫中Cys的荧光成像。     

基于三苯胺的荧光探针设计、合成与应用研究进展

螺旋桨结构的三苯胺荧光团既能作为强的电子供体,又能作为潜在的聚集诱导发光(AIE)骨架.同时,三苯胺衍生物很容易通过简单的反应进行结构修饰,如醛基、氨基、硼酸基、卤素、乙炔基等取代的三苯胺能够发生缩合反应或偶联反应等,进一步功能化.因此,功能性三苯胺类化合物被广泛用于太阳能电池、荧光染料、固态发光材料和荧光探针的分子设计中.根据三苯胺基荧光探针的检测对象,将其分为阳离子、阴离子和中性小分子荧光探针三类,并从分子的结构和性能出发,重点综述了近五年来国内外三苯胺基荧光探针在分子设计、合成与检测应用方面的最新进展.展望未来,构建近红外发光和高量子效率的AIE荧光探针值得关注.     

特异性识别半胱氨酸荧光探针的合成及细胞成像研究

基于光诱导电子转移(PET)机制,利用Cys亲核性较强,能够与探针分子发生亲核取代反应,使丙烯酰基离去,使探针分子体系内PET过程失效,合成了一种特异性识别半胱氨酸的荧光探针。当向探针溶液分别加入多种测试物时,除与Cys结构类似的Hcy和GSH会引起探针溶液微弱的荧光变化外,其他氨基酸均不会引起探针溶液荧光强度的变化,该探针对Cys具有良好的选择性和灵敏度,可在生理条件下检测Cys,并且区分Hcy和GSH。同时,该探针成功实现了细胞内Cys的荧光成像,为在生物学及医学中的实际应用建立了一种特异性识别Cys的分析方法。     

一种基于萘酰亚胺的检测细胞内pH值的荧光探针及其生物成像应用

细胞内溶酶体的pH值对细胞自噬、吞噬、酶加工等各项生命活动有着重要影响. 细胞核是真核细胞中最大的细胞器, 控制着生物体内的遗传和代谢过程, 参与代谢过程的酶对pH值的变化很敏感. 因此, 研究细胞体内的pH值变化至关重要. 我们设计并以简单的两步反应合成了一种新型荧光探针 NpH-1. 该探针以萘酰亚胺作为荧光团, 以吗啉基团作为对pH值响应的位点, 通过光诱导电子转移(PET)机制调控荧光, 能够对pH值变化响应. 我们在缓冲范围为1.81到11.92的Britton-Robison缓冲液中测定了 NpH-1对pH值变化响应的光谱性质. 在pH值3.0道10.0的范围内, NpH-1能够对pH值的变化产生快速可逆的响应, 其p Ka值为5.41. 探针具有很高的光稳定性. NpH-1具有很低的细胞毒性, 能够用于活细胞成像. 我们用氯喹刺激HeLa细胞, 使细胞的pH值发生变化, 并用探针 NpH-1监测了这一过程中的pH值变化. 另外, 还对 NpH-1进行了溶酶体、线粒体、高尔基体、内质网和细胞核的共定位实验, 结果表明, 探针主要分布在溶酶体和细胞核中, 这意味着 NpH-1可以用于检测复杂细胞环境中的pH值变化.     

基于分子内电荷转移机制半胱氨酸荧光探针的合成及应用

利用半胱氨酸(Cys)诱导的α,β-不饱和醛酮的加成环化反应来恢复探针的分子内电荷转移过程(ICT),成功合成一种专一性识别半胱氨酸的荧光探针。研究表明,探针分子仅对Cys具有显著的青色荧光增强响应,明显区分于非硫醇氨基酸和含硫醇氨基酸(同型半胱氨酸和谷胱甘肽),荧光可以恢复42倍,具有较好的稳定性。MDA-MB-231细胞内Cys的荧光成像证明了该有机分子具有潜在检测细胞内Cys的能力。     

联二噻吩稠合的近红外BODIPY染料的合成与光谱性质

以叠氮乙酸乙酯和联二噻吩甲醛为原料,合成了联二噻吩并吡咯单体,之后在酸催化下与4-N,N-二甲基氨基苯甲醛缩合并与三氟化硼配位,得到一个新型的BODIPY染料SY。采用¹H NMR、质谱以及元素分析对其结构进行了表征。化合物SY在二氯甲烷中的最大吸收和发射波长分别为654和689 nm;采用荧光光谱滴定方法研究了它对pH值的响应,酸性条件下N,N-二甲基苯氨基团发生质子化,抑制了光诱导电子转移对BODIPY母体的荧光淬灭,其溶液的荧光显著增强,染料SY可以作为近红外的pH值荧光探针。     

基于黄酮醇的高选择性半胱氨酸荧光探针的合成及性能研究

报道了一种基于4’-二乙氨基黄酮醇、以丙烯酸酯为半胱氨酸(Cys)反应基团的荧光增强型探针A1,对Cys的检测响应快速(5 min内),能有效识别区分另外两种含巯基生物分子高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)。探针溶液荧光强度与加入的Cys浓度呈线性相关,拟合方程为y=6.894x+0.8409(R~2=0.9973),检测限为1×10~(-7)mol/L。加入Cys后,探针溶液由浅色变为亮黄色,在自然光条件下实现对Cys的比色检测。检测机理推测为Cys对A1中的丙烯酰基进行了共轭加成并使酯键断裂,使荧光母体得到释放从而产生增强的荧光信号。探针A1可用于活细胞内对Cys的荧光成像分析。     

一种“硫醇-色烯点击反应”的荧光探针的合成及应用

本文设计合成了一种基于硫醇-色烯点击反应的荧光探针CHMPC-Ac,用于半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)的识别检测.这些生物硫醇因巯基的强亲核性而与探针的不饱和酮发生迈克尔加成反应,导致色烯分子开环等分子内级联反应,生成具有强荧光的香豆素衍生物,分别使荧光强度增强107、69和66倍. CHMPC-Ac具有灵敏度高(Cys:15 nM; Hcy:26 nM; GSH:22 nM)和响应快(Cys:20 s; Hcy:50 s; GSH:30 s)等优点,并已应用于HepG 2细胞和斑马鱼体内生物硫醇的识别检测.     

一个基于NBD-NH2荧光团的增强型pH荧光探针及其细胞造影研究

本文以NBD-NH₂荧光团偶联N-(4-吡啶甲基)乙二胺质子受体构建了基于光致电子转移(PET)机制的pH探针NBD-Py。探针在pH5.0~8.5范围内显示pH降低导致的荧光增强响应,pK_a为6.48。响应不受胞内常见金属离子干扰且有良好的可逆性。研究表明质子受体中引入4-甲基吡啶修饰乙二胺是探针实现对弱酸/近中性pH响应的关键。HeLa细胞中的造影证实了探针的pHi造影能力和溶酶体靶向性能,为溶酶体pH相关的生理过程研究提供了新的可靠手段。     

一种螯合型Fe2+探针的构筑及性质

铁是人体的必需过渡金属元素,体内铁离子平衡的紊乱与多种疾病相关。发展铁离子探针,实现细胞和生命体中铁离子时空分布的跟踪与成像,对铁离子生理功能的研究具有重要价值。我们将BODIPY荧光团与三联吡啶通过乙烯基偶联,构建了新型Fe~(2+)螯合型探针BTPY,通过比色法与荧光法结合,实现了Fe~(2+)的特异性检测。探针最大激发波长582 nm在可见光区,荧光发射波长678 nm在近红外区,满足活体近红外成像的初步要求。BTPY与Fe~(2+)/Fe~(3+)结合导致吸收波长由573 nm红移至607nm,溶液颜色由红色到蓝色。其他金属离子的结合不发生明显吸收峰和颜色变化。同时,Fe~(2+)引起BTPY荧光猝灭而Fe~(3+)对BTPY荧光不造成明显影响,实现了Fe~(2+)与Fe~(3+)的区分。     

半花菁类近红外荧光探针在细胞内pH监测中的应用EI北大核心CSCD

pH异常变化与癌症和神经退行性等各种疾病相关,监测p H的变化对研究病理状况至关重要。本文设计合成了一种新型的p H荧光探针MC-p H。该探针最大发射波长在近红外区,可有效避免生物样品自身荧光。探针MC-p H中亚胺基团的质子化与非质子化是荧光开关的关键。在酸性溶液中,MC-p H以亚胺离子形式存在,最大吸收波长为617 nm,最大荧光发射波长为663 nm。随着p H逐渐升高,探针MC-p H主要以亚胺形式存在,617 nm处的特征吸收峰强度逐渐降低,并在467 nm处出现新的吸收峰,且663 nm处的荧光强度急剧降低直至消失。探针MC-p H可以监测溶液中p H的变化,线性范围为p H 3.0~8.0,不受其他常见干扰物的影响,且具有良好的细胞渗透性,可监测He La细胞内p H的变化。     

手性金纳米团簇:一种新型近红外荧光探针

近红外荧光成像具有低背景荧光干扰、强组织穿透力和对生物机体无光损伤等优点, 因此发展具有良好生物相容性、量子产率高、化学及光稳定性好的水溶性长波段近红外荧光探针成为目前的研究热点. 与有机近红外荧光染料相比, 无机纳米近红外荧光探针因其具有较高的摩尔消光吸光系数和荧光量子产率、抗光漂白能力强、发射光谱集中且可调等特点而备受重视. 采用N-异丁酰基-L(D)-半胱氨酸(N-isobutyryl-L(D)-cysteine, L(D)-NIBC)手性对映异构体作为还原剂和稳定剂一步法直接制备得到两种平均粒径小于2 nm的水溶性手性金纳米团簇(L-NIBC-AuNCs和D-NIBC-AuNCs). CD光谱显示二者在230~360 nm波段的圆二色性完美对称, 荧光光谱显示二者均在900~1000 nm的近红外波段具有较强的荧光发射峰, 且二者的荧光量子产率分别达到6.9% (L-NIBC-AuNCs)和8.2% (D-NIBC-AuNCs), 细胞毒性实验表明这两种手性金纳米团簇均无细胞毒性. 上述结果表明两种手性金纳米团簇不仅符合成为近红外荧光探针的基本要求, 而且还具有不对称光学活性和潜在的手性识别能力等独特性质. 手性金纳米团簇具有成为一类全新的近红外荧光探针的潜力, 为将来实现对特定分子通过手性识别来进行体内近红外荧光示踪和成像提供了全新的思路.     

近红外荧光BSA-CdSeTe探针的制备及在生物学中的应用

本文用半胱氨酸作表面修饰剂,水相合成水溶性的近红外量子点CdSeTe,并偶联标记BSA,形成近红外BSA-CdSeTe探针。对CdSeTe QDs和BSA-CdSeTe探针进行荧光光谱分析,探讨了pH值、CdSeTe用量和反应时间这三个因素对近红外BSA-CdSeTe探针荧光强度的影响,对近红外BSA-CdSeTe探针进行了体外细胞成像实验和细胞毒性实验。结果表明,制得的CdSeTe粒径约5 nm,BSA-CdSeTe粒径约19 nm。当λex≈470 nm时,二者的λem均在750 nm左右。在pH=8、1m L CdSeTe和反应120 min时体系的荧光强度最大。当BSACdSeTe探针浓度在4~200μg·mL~(-1)范围之间,L929细胞的存活率均在85%之上。该探针在近红外荧光显微镜中可视,与L929细胞共孵育后可实现实时成像。因此,近红外荧光探针BSA-CdSeTe是一种可以进行实时细胞成像且生物相容性良好的纳米探针。