增强型超分子荧光探针对拉帕替尼的识别及其在细胞成像中的应用

通过超分子识别设计了八元瓜环与派洛宁Y超分子荧光探针2PyY@Q[8],研究了该探针对抗癌药物拉帕替尼的识别性质.研究结果表明,该探针在水溶液中对拉帕替尼具有良好的识别能力及选择性,在一定浓度范围内其线性关系良好,其检出限为1.44×10~(-8) mol/L.细胞成像结果显示该探针在前列腺癌细胞中对拉帕替尼具有很好的响应,可用于生物细胞内拉帕替尼的识别检测.     

基于罗丹明荧光信号报告基团的细胞通透性铜离子荧光探针

分别以罗丹明B和罗丹明6G为荧光信号报告基团,以增强水溶性为目的的羟乙基肼为修饰基团,合成了反应型的Cu_(2+)离子选择性荧光探针分子L1和L2.紫外光谱和荧光光谱等分析结果表明,探针分子L1和L2对Cu_(2+)离子具有高灵敏度、高选择性的光谱识别行为.探针分子对Cu_(2+)离子的识别过程是通过Cu_(2+)离子催化水解控制氧杂蒽荧光信号的螺环酰肼基团实现荧光信号的开启,从而达到识别检测Cu_(2+)离子的目的,对Cu_(2+)离子的检出限均可达到10-8mol/L量级.同时,探针分子对常见金属离子和铵离子均具有较强的抗干扰能力.由于羟乙基肼的引入增强了探针的水溶性,使得探针L1和L2具有良好的细胞通透性和低毒性,实现了其对β-胰岛细胞(INS-1细胞)中Cu_(2+)离子的荧光成像检测.     

谷胱甘肽和凋亡酶-3响应的环肽分子荧光探针

设计、合成了一类新型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和凋亡酶-3(Caspase-3)响应的环肽分子荧光探针.该类探针主要由能量共振转移(FRET)分子荧光对、Caspase-3特异性识别多肽序列和GSH响应双硫键组成,分为不含穿膜肽序列(CP)和包含穿膜肽序列(cp CP)的两种不同环肽分子荧光探针.2种环肽分子荧光探针均能实现在GSH和Caspase-3同时存在情况下的精确成像,同时具有良好的响应性、特异性和高信噪比.该类环肽分子荧光探针在细胞培养环境中具有良好的稳定性和生物相容性.利用该探针,可以实现对星形孢菌素(STS)诱发的细胞凋亡进行实时、原位的成像监测,并对抗肿瘤药物阿霉素(DOX)和顺铂(cisplatin)诱导的细胞凋亡进行成像.这种具有多重响应并能用于精确成像的分子荧光探针将极大地促进疾病的精确诊断.     

一种基于丹磺酰胺染料的高选择性汞(Ⅱ)离子荧光探针

对人类健康和社会环境而言,汞离子被认为是毒性最大的金属离子之一.本文设计、合成了一种新型基于丹磺酰胺染料的荧光探针,并研究了其对金属阳离子的识别性质.研究结果表明:该荧光探针在水溶液中,对汞离子具有高度的选择性和良好的灵敏度,且不受其它金属阳离子的干扰.该探针对汞离子的检测限可以达到2.1×10-8 mol/L.该探针极低的检测限和良好的水溶性表明其可用于活细胞中检测汞离子.生物成像实验证实该探针具有良好的细胞膜透性和生物相容性.     

基于聚集诱导发光的荧光多肽探针检测谷胱甘肽

采用固相合成法将聚集诱导发光分子NI-COOH与GSH响应的多肽序列共价连接,得到兼具NI探针的聚集诱导发光性能和GSH响应性的多肽探针(NI-GFFKESSRGD),可用于GSH的体外检测。在50～600μmol/L的GSH浓度范围内,多肽探针的荧光强度和GSH浓度呈良好的线性关系,在该范围内可对未知浓度的GSH样品进行准确定量,误差小于0.5%。当多肽的浓度进一步增加至2.0%(w/w)时,可形成GSH响应的超分子水凝胶,其微观形貌上呈现纳米纤维交联的网状结构,流变性能上具有良好的粘弹特性和剪切稀化特点,是一类优秀的可注射性材料。多肽探针对成纤维细胞和肿瘤细胞具有良好的细胞相容性,表明该探针在非入侵性的活体生物分子检测上具有良好的应用前景。     

基于聚集诱导发光的荧光多肽探针检测谷胱甘肽EI北大核心CSCD

采用固相合成法将聚集诱导发光分子NI-COOH与GSH响应的多肽序列共价连接,得到兼具NI探针的聚集诱导发光性能和GSH响应性的多肽探针(NI-GFFKESSRGD),可用于GSH的体外检测。在50~600μmol/L的GSH浓度范围内,多肽探针的荧光强度和GSH浓度呈良好的线性关系,在该范围内可对未知浓度的GSH样品进行准确定量,误差小于0.5%。当多肽的浓度进一步增加至2.0%(w/w)时,可形成GSH响应的超分子水凝胶,其微观形貌上呈现纳米纤维交联的网状结构,流变性能上具有良好的粘弹特性和剪切稀化特点,是一类优秀的可注射性材料。多肽探针对成纤维细胞和肿瘤细胞具有良好的细胞相容性,表明该探针在非入侵性的活体生物分子检测上具有良好的应用前景。     

基于萘酰亚胺的生物硫醇探针的合成及对含硫醇氨基酸的检测

合成了以4-羟基萘酰亚胺为荧光团,2,4-二硝基苯磺酰氧基为特异性识别基团的生物硫醇探针4-(2,4-二硝基苯磺酰氧基)-正丁基-1,8-萘酰亚胺(DNSBN).吸收光谱和荧光光谱结果表明, DNSBN对半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)3种生物硫醇分子具有高效的检测识别能力,不受其它17种天然氨基酸的干扰.同时,通过荧光滴定实验证实了此探针是一种比率型探针,555 nm处的荧光强度与溶液中的生物硫醇分子浓度在0 ~ 20 μmol/L范围内呈良好的线性关系,对Cys、Hcy和GSH的检出限(3σ)分别为25.9、92.0和77.9 nmol/L.而吸收光谱、荧光光谱和质谱表征数据显示,生物硫醇与2,4-二硝基苯磺酸酯发生亲核取代反应并导致磺酸酯的分解.随着识别基团的解离,探针分子的d-PeT (donor-excited photoinduced electron transfer) 效应被解除,并出现非常明显的比色与荧光变化.HeLa细胞成像实验表明,探针DNSBN具有良好的生物相容性,能够对细胞外源性生物硫醇分子进行检测.     

羧酸酯酶比率型双光子荧光探针的构建及生物成像研究

羧酸酯酶(CaE)水平的异常与脂肪肝、高血脂等多种疾病的发生密切相关,发展用于快速、准确地检测CaE含量的荧光探针对上述疾病的早期诊断具有重要意义.本文基于分子内电荷转移原理,设计合成了一种对CaE具有高选择性识别的红光比率型双光子荧光探针DCM-CE.CaE催化水解断裂探针分子的酯键,导致酶促反应前后探针的荧光光谱性能发生显著的改变,以此实现对CaE的比率荧光检测.该探针具有较好的选择性、较低的检测下限以及较宽的pH响应范围.此外,我们成功地将DCM-CE应用于活细胞中对内源性CaE的双光子荧光成像.     

一种基于分子内质子转移发色团的硫化氢荧光探针的合成及其生物成像研究

硫化氢在许多生理过程中扮演十分重要的角色,因此检测和成像生物体内的硫化氢具有十分重要的意义。该研究成功制备了一种基于分子内质子转移发色团的硫化氢荧光探针(DHCD)。在PBS-DMSO(磷酸盐-二甲基亚砜,99∶1,体积比,pH 7.45)缓冲溶液中,DHCD的荧光强度与NaHS的浓度在0～10μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.84μmol/L。该探针对硫化氢的响应具有较大的Stokes位移(～165 nm)、高灵敏度和选择性。此外,合成的探针拥有良好的细胞渗透性和低的毒性,可用于HeLa细胞中硫化氢的荧光成像,在生物分析中具有潜在应用价值。     

芘二聚体发夹探针用于细胞DNA单链断裂修复能力的评估

基于芘分子二聚体的荧光特性设计了一种新型的发夹探针,用于评估不同细胞的单链断裂修复(SSBR)能力.首先利用芘荧光分子设计一个茎上有缺口的DNA发夹探针,该探针在Bst DNA聚合酶作用下可以水解,使荧光信号“关闭”.如果探针茎上的缺口被DNA修复酶修复,可以阻止Bst DNA聚合酶对探针的消化作用,从而阻止荧光信号的“关闭”.该设计可以用于评估细胞的SSBR能力,并通过提取细胞的核蛋白考察了不同细胞的SSBR能力.研究结果表明,肿瘤细胞及细胞系不具有原代细胞的SSBR能力.利用SSBR的关键酶进一步探索了肿瘤细胞SSBR能力缺失的原因,证明是由于肿瘤细胞中含有可以抑制SSBR过程的活性物质.此外,该方法能够同时进行500个细胞的SSBR能力检测,并用于抗衰老药物筛选.     

基于萘酰亚胺的次氯酸荧光探针的合成及细胞成像性能研究

以萘酰亚胺结构为荧光发色团,设计开发了一种含C=C双键的、具有分子内电荷转移(ICT)效应的新型水溶性优化的次氯酸荧光探针3-(2-氰基丙烯酸乙酯基)-4-羟基-N-正丙基-1,8-萘酰亚胺(NAEC).添加次氯酸后,探针分子NAEC中的C=C双键被氧化,生成醛基,探针NAEC原有的ICT效应被破坏,产生荧光信号.经核磁、质谱、荧光发射光谱和UV-Vis吸收光谱对其结构和检测性能进行了研究.结果表明,在pH=7.4的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/磷酸缓冲盐溶液(PBS)(V∶V=1∶19)缓冲体系中,探针NAEC可在10s内完成对次氯酸的检测,荧光分析检测限为2.4nmol/L,斯托克斯位移为100nm;探针NAEC显示出较强的抗干扰性,能在其他活性氧、小分子生物硫醇及常见阴离子等22种干扰物存在下完成次氯酸的专一检测.同时,该探针分子的膜透性与生物相容性良好,具备较好的活体内源性ClO-荧光成像能力,在生物检测及环境监控等领域具有良好的应用前景.     

一种基于协同效应的肼荧光探针及其在细胞成像中的应用

开发了一种基于协同效应的新型肼荧光探针.通过在发色团上引入两种不同的识别位点,双识别位点的协同效应使得该探针对肼具有良好的专一性和灵敏度,检测限可达0.05~10.0μmol·L^-1.此外,该探针还可用于细胞(Bt-474)中肼的检测.     

一种基于“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移”机制的苯并噻唑衍生物荧光探针及其对次氯酸根的识别

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的荧光探针(Z)-O-(2-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(2-氰基-2-(4-氰基苯基)乙烯基)-6-甲基苯基)二甲基硫代氨基甲酸酯(HBTY-N),探针在Tris溶液(p H=7)中能够通过荧光“Off-On”变化,高选择性识别Cl O-.向该探针中加入ClO^-后溶液由无荧光变为橙红色荧光,斯托克位移为235nm,且识别响应快速.探针HBTY-N对ClO^-的检测限为2.127×10-7 mol/L, pH适用范围为1～10,并且有较强的抗干扰能力.机理研究表明,在ClO^-的作用下,探针通过“氧化去保护”机制释放出具有“聚集诱导发光+激发态分子内质子转移(AIE+ESIPT)”性质的荧光团(Z)-4-(2-(3-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-羟基-5-甲基苯基)-1-氰基乙烯基)苄腈(HBTY),量子产率由0变为42.88%.此外,探针HBTY-N可对活细胞中ClO^-进行荧光成像,且对细胞毒性低,还可用于实际水样中的ClO^-检测,具有潜在的应用...     

一种比率型荧光探针用于成像活细胞中的过氧化氢

过氧化氢(H_2O_2)以分子信号的形式在各种生理和病理过程中都起着重要作用,因此快速、高效、灵敏地检测活细胞或生物体中的H_2O_2具有重要意义.本研究设计了一种新型的H_2O_2比率型荧光探针HDP-1,其对H_2O_2表现出比率荧光响应.探针HDP-1在H_2O_2检测方面具有选择性好、灵敏度高、细胞毒性低和反应速率快等优点,同时,该探针在检测活细胞中外源性和内源性H_2O_2都表现出了优异的性能.     

一种Fe3+荧光探针的合成及其检测性能研究

金属离子的高效检测对于人类健康和环境保护极其重要。本文通过对甲基苯磺酸催化下3-脱氢莽草酸甲酯与若丹明6G乙二胺缩合的芳构化反应合成了一种检测Fe~(3+)的荧光探针分子Rh M606。该探针分子在乙醇溶液中特异性地与Fe~(3+)络合,导致若丹明内酰胺开环,在553nm处出现强的荧光发射峰。该荧光探针对Fe~(3+)具有良好的选择性,可定量检测水中的Fe~(3+),检测限为3. 93μmol/L。     

新型荧光/EPR双功能次氯酸探针的构建及性能

构建了一种新型香豆素-萘酰亚胺荧光/电子顺磁共振双功能探针CNNOH,并结合荧光光谱、电子顺磁共振(EPR)波谱和紫外-可见吸收光谱对其性能进行了研究.结果表明,该探针可结合荧光光谱的灵敏性和EPR波谱的特异性进行次氯酸的检测;由于香豆素与萘酰亚胺之间存在荧光共振能量转移(FRET)效应,探针分子具有较大的Stokes位移(135 nm),可有效避免由激发光导致的杂散光对检测的干扰.该双功能探针具有检出限低(0.214μmol/L)、反应速度快(~10 s)、检测范围宽(0~5 mmol/L)、选择性好及在生理条件下稳定的特点,预期在活体细胞检测方面有良好的应用前景.     

一种基于菲并咪唑的新型次氯酸荧光探针及细胞成像研究

该文设计并合成了一种基于菲并咪唑的新型次氯酸荧光探针,该探针由商用试剂9,10-菲醌和4-(甲基巯基)苯甲醛通过一步反应生成,只需简单后处理(过滤和水洗)即可得到大量纯品(产率达85%)。由于硫的重原子效应,探针荧光较弱。但在次氯酸存在下,探针分子内的硫原子被氧化成亚砜,重原子效应减弱,同时分子内电荷转移效应(ICT)加强,导致荧光增强。借助高分辨质谱,证明了探针与次氯酸盐的反应机理。在PBS缓冲溶液中(DMF∶H_2O=2∶8,体积比,pH 7.4),探针MPI可定量检测0～100μmol/L范围内的HClO,检出限为0.26μmol/L。该探针对次氯酸具有较高的灵敏性和选择性。更重要的是,MPI具有良好生物相容性和细胞渗透性,可用于活细胞内次氯酸的可视化成像。探针MPI有望为机体内次氯酸的检测与追踪提供一种可靠、有效的方法。     

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。     

水溶性罗丹明基Fe~(3+)荧光探针及其在细胞成像中的应用

通过引入亲水性羧基,设计合成了一种水溶性罗丹明基荧光探针T1,其结构通过氢谱、碳谱、高分辨质谱等方法进行了表征.探针T1通过显著的荧光增强来识别Fe~(3+),并且有良好的选择性和抗干扰能力.该探针水溶性良好,可以在DMF/Tris-HCl(V∶V=1∶9,pH=7.4)的体系中使用.细胞成像实验显示该探针具有良好的细胞膜渗透能力,有可能用于生物细胞内Fe~(3+)的检测.     

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。