一种选择性SO2荧光探针的合成及性能研究

以4-(二乙氨基)水杨醛为原料,经Knoevenagel 缩合反应、Vilsmeier反应以及Wittig反应得到中间体3,以2,3,3-三甲基-3H-吲哚为原料,经亲核取代得到中间体4; 3与4发生缩合反应得到含半花菁结构的香豆素类SO₂荧光探针PA1,其结构经¹H NMR、 ¹³C NMR和HR-MS(ESI)确证。该探针具有良好的水溶性,可以快速检测外源性SO₂,检出限为0.38 μM,响应时间为3 min。探针于498 nm处的荧光强度随着SO₂浓度增加而增强,当SO₂浓度为0~120 μM时,荧光强度与浓度的线性相关系数为0.998。      

一种选择性检测肼的近红外荧光增强型探针的合成与表征

本文以2,3,3-三甲基-3H-吲哚与正丙基溴为原料合成季铵盐2;2与2-氯-3-羟次甲基环己烯醛缩合生成吲哚七甲川菁染料3;3与4-乙基间苯二酚在三乙胺催化下反应生成半花菁染料4;4与乙酰氯经成酯反应生成半菁类探针5。目标物5的结构经¹H NMR、 ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。该探针作为荧光增强型近红外探针,可以定量检测肼,并且对肼具有良好的选择性。      

一种可视化检测肼的苯并噁唑类荧光增强型探针

以苯并噁唑为荧光基团，合成和表征了一种用于可视化检测N₂H₄的荧光增强型探针(HL2)，并研究了其光谱性质。实验结果表明，HL2对N₂H₄具有高的选择性和灵敏度，抗干扰能力强，响应快，它对N₂H₄的检测限为0.072 μmol·L^-1。此外，HL2可应用于实际水体样品中N₂H₄的检测，并且还能实现HeLa细胞中N₂H₄的荧光成像。     

比率型SO2荧光探针的构建及细胞成像研究

本文构建了一种基于苯并吲哚季铵盐结构的荧光探针用于检测SO₂衍生物。该荧光探针能够快速、灵敏、高选择性地检测HSO₃^-和SO₃^2-,并显示出颜色和荧光变化双重响应。其比率荧光强度（I₄₆₂/I₅₈₈）与HSO₃^-的浓度（0～16 μmol/L）之间具有良好的线性关系,检测限低至12 nmol/L。¹HNMR表明该探针的响应机制为1,4-亲核加成反应。激光共聚焦荧光成像结果表明,CZBI具有良好的细胞膜通透性,并且可以通过比率荧光成像实现对细胞内SO₂衍生物的监测。     

一种可视化检测肼的苯并噁唑类荧光增强型探针

以苯并噁唑为荧光基团,合成和表征了一种用于可视化检测N₂H₄的荧光增强型探针(HL2),并研究了其光谱性质。实验结果表明,HL2对N₂H₄具有高的选择性和灵敏度,抗干扰能力强,响应快,它对N₂H₄的检测限为0.072 μmol·L^-1。此外,HL2可应用于实际水体样品中N₂H₄的检测,并且还能实现HeLa细胞中N₂H₄的荧光成像。     

一种选择性SO2荧光探针的合成及性能

以4-(二乙氨基)水杨醛为原料,经Knoevenagel缩合反应、Vilsmeier反应以及Wittig反应得到中间体3,以2,3,3-三甲基-3H-吲哚为原料,经亲核取代得到中间体4;3与4发生缩合反应得到含半花菁结构的香豆素类SO_2荧光探针PA1,其结构经~1H NMR、~(13)C NMR和HR-MS(ESI)确证。该探针具有良好的水溶性,可以快速检测外源性SO_2,检出限为0.38μM,响应时间为3 min。探针于498 nm处的荧光强度随着SO_2浓度增加而增强,当SO_2浓度为0～120μM时,荧光强度与浓度的线性相关系数为0.998。     

一种检测生物硫醇荧光探针的合成与应用

基于硫醇诱导的迈克尔加成反应阻断探针的光诱导电子转移过程(PET)合成了一种基于氟化硼络合二吡咯甲川(Bodipy)类染料的荧光探针,该探针具有高灵敏度和选择性,可在生理条件下检测硫醇。利用核磁和高分辨质谱对探针结构进行了表征。当向探针溶液加入硫醇(0~1 000μmol/L)时,可在探针溶液的绿色光谱区域引起一个显著的荧光增强响应(增强至150倍)。同时,探针可以检测相对较低浓度的硫醇,对于含有硫醇的氨基酸(半胱氨酸、谷胱甘肽和高半胱氨酸)的检出限分别为4.5×10~(-7),1.2×10~(-7),2.1×10~(-7)mol/L。此外,相对于其他氨基酸,探针对硫醇具有较高的选择性和灵敏度。该方法成功实现了细胞内硫醇的荧光成像,证明该荧光探针在生物体系中具有潜在的应用能力。     

一种半菁类荧光探针的合成及其对水合肼的识别

合成了一种新型的基于半菁结构、以4-溴丁酸酯为识别基团的水合肼荧光探针(HCY-BT)。在乙腈/水体系中,通过紫外吸收与荧光发射光谱研究了探针对水合肼的响应性能。探针溶液(10μmol/L)中加入水合肼(200μmol/L)后,其在600 nm处的荧光明显降低,而且荧光强度与水合肼浓度在0～200μmol/L有良好的线性关系,探针对肼的检测限为2. 41μmol/L。另外探针对肼响应后发生明显的颜色变化,溶液由黄色变为无色,而加入其他的干扰物质后没有颜色变化,显示了良好的抗干扰性能。     

一种检测水合肼荧光探针的合成与应用

基于香豆素类染料,设计合成了一种具有较高选择性和灵敏度,可在生理条件(pH 7.4)下检测水合肼的荧光探针,同时利用核磁共振和高分辨质谱对探针的分子结构进行了表征。基于水合肼进攻探针分子结构中的4-丁酸酯,生成酚氧负离子,同时发生分子内环化反应后生成具有强烈荧光的亚胺香豆素,实现了探针分子对水合肼的检测。光谱学研究表明,当向探针溶液加入水合肼(0~100μmol/L)后,探针溶液在绿色光谱区域(502 nm)呈现一个显著的荧光增强响应(增强至55倍)。并且,探针可以检测相对较低浓度的水合肼,检出限为1.7×10~(-7)mol/L。此外,相对于其他阴离子和亲核试剂,探针对水合肼的识别显示出较高的选择性和灵敏度。探针成功实现了细胞内水合肼的荧光成像,证明其在细胞成像中具有潜在的应用能力。     

一种荧光增强型甲醛荧光探针的合成及其性能研究

甲醛(FA)对环境和人们的身体健康息息相关,例如曝露在环境中的FA被人体吸收后,轻则会引起头痛、喉咙发炎等不适,重则会损害人体重要器官进而引发诸如白血病、阿尔兹海默症等疾病.针对环境中FA的快速检测,开发了一个荧光增强性的FA探针HSU-FA.该探针选用萘酰亚胺染料作为荧光平台,以肼基基团作为识别FA的位点,通过肼基基团与羰基缩合成腙的反应达到识别FA的效果.通过测试条件优化得出,在乙酸含量为30%测试条件下探针HSU-FA对FA的识别效果最佳.通过紫外-可见吸收光谱可知,在FA的作用下探针的吸收光谱发生显著增强现象.通过荧光光谱测试得出,该探针对FA具有突出的识别能力和响应速度.此外,该探针具有较强的抗光漂白能力,能够在溶液状态下稳定存在.在溶液中该探针与FA相互作用可以展示出不同的荧光强度,显示出了较强的浓度依赖性.更重要的是,利用无纺布制备的FA检测卡实现了环境中FA的快速检测.     

用于检测三苯基膦的一种新型“点亮”型荧光探针

三苯基膦(简称PPh3)是一种重要的有机物质并有独特的亲核性和还原性,广泛应用于有机及有机金属物质的合成.PPh3的广泛使用不可避免地导致对环境的污染,给人类的健康带来危害,因此,亟需一种简单高效的检测手段实现对三苯基膦的检测识别.在本工作中,我们效仿Staudinger连接反应设计合成了一个具有高选择性和高灵敏度的荧光增强型探针用以检测三苯基膦.探针的设计思想是使用荧光素的邻叠氮苯乙酯衍生物与PPh3反应,通过生成的氮杂叶立德,经由分子内酰基转移释放荧光团.该探针在含0.5％的DMSO水溶液中显示对PPh3的高选择性响应,可望在线性范围1×10-7 mol/L至8×10-7 mol/L之间实现对PPh3的定量检测,其检测极限达到10 nmol/L.对PPh3的灵敏检测可达到在水溶液中肉眼可视.     

高灵敏线粒体靶向近红外二氧化硫荧光探针的开发及细胞、小鼠成像研究

二氧化硫(SO₂)及其衍生物(亚硫酸盐、亚硫酸氢盐等)作为活性硫物种的重要组成部分,与生命体的生理过程有着密切的关系.此外,摄入过量的SO₂会对呼吸系统造成不可修复的损伤,例如呼吸系统损伤、心脑血管和神经疾病等.近红外发射荧光探针具有较强的组织穿透能力,可以有效地检测活体内的生物分子.因此,设计了一种基于迈克尔加成(Michael Addition)机理的线粒体靶向近红外SO₂荧光探针XA-SO₂.溶液光谱实验表明,该探针XA-SO₂对SO₂有着显著的选择性和灵敏度,并且具有快速检测SO₂的能力.值得注意的是,该荧光探针XA-SO₂具有较好的细胞膜渗透能力,成功检测到了细胞外/内源性SO₂.更重要的是,该探针XA-SO₂能够有效地在细胞的线粒体上富集,有望实现细胞线粒体内SO₂的动态检测.     

基于苯并吡喃腈的激活型半胱氨酸荧光探针

设计并合成了基于苯并吡喃腈为母体单元的近红外激活型荧光探针(E)-2-(苯并吡喃腈基)乙烯基-5-(二乙氨基)丙烯酸苯酯(DCM-AC),其结构中的丙烯酰酯键作为氨基酸激活反应的响应基团。 研究结果表明,探针分子DCM-AC对半胱氨酸具有高灵敏、选择性光谱响应,不仅能观察到明显的颜色变化,而且探针在710 nm处的荧光发射强度显著增强,相应的荧光增强比值与半胱氨酸的浓度(1.0~8.0 μmol/L)呈现良好的线性关系。 探针DCM-AC对半胱氨酸的检出限为2.8×10^-7 mol/L,能选择性检测半胱氨酸区别于结构类似的高半胱氨酸和谷胱甘肽,且不受其它氨基酸物质干扰。 通过质谱、核磁和紫外吸收光谱研究了DCM-AC检测半胱氨酸的反应激活机理:半胱氨酸先通过巯基与DCM-AC上的丙烯酰酯双键发生亲核加成,然后环化脱除内酰胺环状化合物。     

Activity-Based Fluorescent Probes Based on Hemicyanine for Biomedical Sensing

In recent years, fluorescent probes, as an analytical tool that can target and rapidly detect analytes, have been increasingly used for applications related to medical treatment, detection, and bioimaging. Researchers are interested in hemicyanine-based fluorescent probes because of their high quantum yield, tunable spectrum characteristics, absorption and emission in the near-infrared (NIR) region, and good photo-stability. The development of these dyes and their derivatives as NIR fluorescent probes for biological applications has advanced significantly in the last ten years. This review introduces processes for making hemicyanine dyes and the methodology for creating functional activity-based fluorescent probes. A variety of hemicyanine-based probes have been systematically developed for the detection of small biomolecules in various illnesses. Finally, the potential drawbacks of hemicyanine-based functional probes, and the prospects for future research and translation into clinical medicine, are also discussed. This study is intended to provide strategies for the development and design of novel fluorescence probes.     

一种香豆素类锌离子荧光探针的合成及性能

通过Pechmann法使间苯二酚和乙酰乙酸乙酯发生脱水缩合反应,合成了4-甲基-7-羟基香豆素,再与六次甲基四胺反应,生成7-羟基-4-甲基-8-甲酰基香豆素,最终与吲哚酰肼发生席夫碱反应合成一种香豆素类荧光探针L。通过核磁共振波谱仪(NMR)、质谱(MS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、荧光发射光谱仪和紫外可见分光光度计等技术手段研究该探针L的结构及其荧光性能。结果表明,探针L与Zn~(2+)的配合比为1∶1,对Zn~(2+)的检测限达到3.6×10~(-8)mol/L,降低了对Zn~(2+)的检测浓度,同时探针L对锌离子具有高选择性,可应用于在生物体内Zn~(2+)的检测。     

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。     

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。     

A Fluorescent Probe for Al3+ Based on Calix[4]arene Containing Salicylaldehyde-Derived Schiff Base

Two novel fluorescent probes L1 and L2 for recognizing Al³⁺ have been prepared by cooperating salicylaldehyde-derived Schiff base groups onto the upper rim of the calix[4]arene. Of these probes, L2 is the most effective at recognizing Al³⁺, displaying a highly selective fluorescence “on” response with an emission wavelength at 478 nm and a Stokes shift of 88 nm. Additionally, probe L2 can form a 1 : 1 coordination complex with Al³⁺ with a binding constant of 2.6×10¹⁰ M⁻¹. Furthermore, its fluorescence intensity exhibits a good linear relationship with Al³⁺ concentration within the range of 2.0×10⁻⁵ M to 1.4×10⁻⁴ M, and the probe has a low detection limit of 4.36×10⁻⁷ M.