过氧化氢检测用荧光探针的设计、合成及性能

基于逆向合成分析的方法,以水杨醛吖嗪作为传感产物,设计合成了一种用于检测H_2O_2的"开启式"荧光探针。在室温条件下向2-甲酰基苯基硼酸频哪醇酯中加入过量水合肼,通过一步反应和低成本合成,得到一种含硼氮杂环化合物。经X-射线单晶衍射确认此化合物和H_2O_2的反应产物为水杨醛吖嗪,因此达到检测溶液/薄膜中H_2O_2的目的。在溶液含水量为90%,酸碱度为中性的条件下,H_2O_2浓度从0增加到100μmol/L,通过光谱仪测得探针分子荧光增强约120倍,同时在含有其它氧化物的溶液中,荧光响应微弱。该探针具有优异的选择性和高灵敏度(2. 1×10~(-7)mol/L)。     

基于量子点-甲酚紫FRET比率探针的活细胞硫化氢成像

硫化氢(H_2S)作为一种重要的气体信号分子,其细胞水平异常与多种疾病的发生发展密切相关。本研究针对现存荧光探针的胞内非特异性响应问题,发展了一种基于量子点-甲酚紫的荧光能量共振转移(F9rster resonance energy transfer,FRET)探针,利用比率荧光分析,实现活细胞内H_2S的灵敏成像。通过一步超声乳化法制备量子点纳米球,再结合叠氮甲酚紫(CV-N_3)制得无机-有机杂化QDS-N3比率探针。此纳米探针尺寸均一,粒径约为120 nm,酸性稳定性高,且无细胞毒性。H2S可将CV-N_3上的N3还原成NH2,生成的氨基甲酚紫(CV-NH_2)作为FRET-受体,吸收量子点纳米球的橙色荧光,产生红光信号。通过两个波长的荧光强度的比率分析可有效消除光源强度波动和细胞内复杂环境等的干扰,最终实现了活细胞内H2S成像。     

一种基于苯并噻唑衍生物的高选择性比率型高半胱氨酸荧光探针及生物成像（英文）

高半胱氨酸(Hcy)被认为是血管和肾脏疾病的危险因素.因此,开发Hcy特异性荧光探针,特别是比率荧光探针具有重要的意义.基于邻羟基醛基化的苯并噻唑,合成了一种用于Hcy高选择性检测的比率荧光探针3-(苯并噻唑-2-基)-2-羟基-5-甲基苯甲醛(BA).相对于其他测试物种(包括半胱氨酸和谷胱甘肽),该探针BA对Hcy表现性出良好的选择性.探针BA自身显示出绿色荧光(544 nm),将Hcy加入到探针溶液中后,反应体系表现出蓝色荧光(478 nm).在0～1.0mmol/L浓度范围内,荧光发射强度比值(I_(478nm)/I_(544nm))与Hcy呈现良好的线性关系,检测限为1.6mmol/L.该探针BA毒性低,渗透性好,能够用于细胞中的Hcy比率荧光成像,显示其在生物体系中潜在的应用.另外,通过核磁、质谱实验和密度泛函理论计算验证了探针对Hcy的识别机理.     

联苯类比率型荧光探针检测水中硫化氢

以叠氮基为识别基团,4.4'-联苯二甲酸为初始原料,合成了一种可用于H_2S检测的联苯类比率型荧光探针2-叠氮基-4,4'-联苯二甲酸乙酯(WN),并通过~1H NMR、~(13)C NMR以及MS等技术手段对其结构进行了表征。以检测水溶液中硫化氢为目的,系统地研究了其荧光特性。研究结果表明,WN对硫化氢具有高选择性和灵敏度,且对生物硫醇(Cys,Gsh)、活性氧化物(H_2O_2,ClO~-)、各种阴阳离子(H_2PO_4~-,SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-,CO_3~(2-),Mg~(2+),Zn~(2+),K~+,Ca~(2+),Na~+)有很强的抗干扰能力,在较宽的pH值范围内,仍然表现出良好的荧光性能,在1.1~350μmol/L范围内,NaHS的浓度与荧光强度呈现良好的线性关系,相关系数R~2=0.9943,检出限度为1.07×10~(-6)mol/L。通过对3种不同水样的测试,表明探针WN在水体中H_2S的检测方面具有一定的应用意义。     

新型席夫碱Cr~(3+)荧光探针及其细胞成像研究

Cr~(3+)离子在脂肪、核酸、糖和蛋白质的代谢中发挥着重要作用,并且Cr~(3+)离子被认为是一种致癌物质,对人类有极大的危害.因此,通过将8-羟基喹啉醛和硫代碳酰肼反应制备出化合物L.探针L的CH_3CN/H_2O(V∶V=1∶2,Tris buffer 50 mmol/L,p H=7.3)溶液中加入Cr~(3+)离子,可以通过肉眼观察到其颜色从无色到黄色的变化和明显的荧光增强效应,这些现象表现出探针L对Cr~(3+)离子具有良好的选择性.根据Job曲线、荧光滴定、质谱和密度泛函理论(DFT)计算确定了探针L与Cr~(3+)离子形成1∶1的络合物.络合常数为1.00×10~5 L/mol,检测限为2.85×10~(-7 )mol/L.此外,生物成像实验表明,探针L可以通过荧光增强信号检测活细胞中的Cr~(3+)离子.     

一种响应速率匹配的双反应探针用于荧光识别硫化氢

以6-氟-7-氨基香豆素为荧光基团,氟代叠氮和7-硝基苯并氟咱(NBD)-哌嗪为H_2S反应基团和荧光淬灭基团,合成一种双反应H_2S荧光探针.探针对H_2S的识别性质研究表明,探针的两个反应基团与H_2S响应速率匹配,探针对H_2S具有高选择性和灵敏性,其荧光增强约3600倍,检测极限为4.0×10~(-8)mol/L.酶活性测试表明,探针可用于胱硫醚β合成酶(CBS)酶活性检测和抑制剂筛选.细胞成像实验表明,探针可用于细胞内H_2S的成像研究.     

pH调控下基于分子内电荷转移(ICT)机理的硫化氢荧光探针

硫化氢(H_2S)和pH在环境和细胞内的许多过程中起着至关重要的作用.为了更好地研究其功能,需要一种快速、灵敏地检测H_2S和pH的荧光探针.设计合成了以萘二酰亚胺为荧光基团,叠氮为识别位点,基于分子内电荷转移(ICT)机制的反应型荧光探针L.该探针L在较宽的pH范围(4～11)内稳定性好,对H_2S的选择性高,响应速度快(3 min),检测限(1.18μmol·L~(-1))较低,在0～20μmol·L~(-1)的范围内,荧光强度与H2S浓度呈良好的线性关系(R~2=0.99823).此外,当体系中存在30倍的H_2S时,在2≤pH≤6.5的范围内, L对pH变化显示线性关系(R~2=0.98764),可用作pH探针.该探针在检测H_2S和30倍H_2S存在条件下研究细胞微环境pH变化的方法,在分析检测和病理分析等方面具有潜在的应用前景.     

核酸功能化金纳米探针在活细胞荧光成像方面的应用

荧光标记的核酸功能化金纳米探针结合了纳米材料与核酸技术的优势,具有增强的稳定性、良好的生物相容性、独特的光学性质及精确的可编程性,开辟了活细胞传感的新纪元.信号放大型的核酸功能化金纳米探针在原位检测含量较低但功能强大的RNA、蛋白质等生物标志物方面尤其表现出明显的优势.本文从活细胞成像分析的角度,重点介绍了荧光标记的核酸功能化金纳米探针的性质、设计原理及应用进展.     

一种“关-开”H_2S荧光探针的合成及其性能研究

以2-羟基-1-萘甲醛为原料,合成了一种"关-开"型荧光探针2-(苯并噻唑-2-基)萘酚衍生物(L),经NMR,IR,ESI-MS和元素分析表征。利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱对探针L识别H_2S的性能进行了测试。结果表明,在pH为6至8范围时,探针L对H_2S表现出高选择性、高灵敏度和抗干扰性,检测限低至19.8 nM,实际应用研究表明,探针L可用于实际水样中一定浓度范围内H_2S的检测。     

基于金纳米簇的Co~(2+)离子检测比率荧光探针的研究

通过FITC与BSA的碳酰胺化反应将FITC连接到牛血清白蛋白稳定的金纳米簇(Au-BSA NCs)上,获得了一种新型的比率荧光探针Au-BSA-FITC.该荧光探针能够高效、灵敏的检测水溶液中的Co2+离子,检测限低至10nmol/L.此检测限比国家《生活饮用水卫生标准GB5749-2006》中允许的最高Co2+离子含量(1.0mg/L)低3个数量级.重要的是该荧光比率探针能够实现实际水样中Co2+离子的检测,且在细胞检测与成像等方面也具有潜在的应用价值.     

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。     

非猝灭型Cu2+荧光分子探针的研究进展

Cu2+荧光分子探针的开发对高灵敏及高选择性检测Cu2+具有重要意义.本文按照探针的结构类型,综述了近些年来荧光增强及比率型Cu2+荧光分子探针的研究进展.引用文献40篇.     

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.     

基于苯并吡喃腈-香豆素体系的近红外比率型荧光探针用于检测He La细胞中的过氧亚硝酸盐(英文)

过氧亚硝酸根(ONOO-)是生物体内的一种重要的活性氧,与人体内的各种生理活动息息相关.利用苯并吡喃腈-香豆素体系,合成了一种用于ONOO-检测的近红外比率型荧光探针(E)-7-(二乙胺基)-3-(2-(苯并吡喃腈)乙烯基)-香豆素(DCCM).该探针在ONOO-存在下表现出强烈的响应,颜色从紫色变为浅粉色,最大发射峰蓝移217nm,荧光颜色从淡紫色变为蓝色,能够直观地对溶液中的ONOO-进行监测. DCCM可以灵敏地检测ONOO^-,最低检测限为6.0×10^-7 mol·L^-1,该探针被成功用于HeLa细胞中的ONOO-成像检测.     

检测一氧化碳分子荧光探针的研究进展

一氧化碳(CO)是一种重要的内源性气体递质分子,参与调节生命体的多种生理和病理过程.因此,选择性识别和高灵敏检测生物体内源CO具有十分重要的生物学和医学意义.荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、适于高通量筛选,尤其是对生物样品无侵入性损伤,以及可实现实时原位检测等优势,因此,利用荧光探针技术检测细胞、组织和活体内CO浓度的变化是近年来研究热点之一.综述了近十年来CO荧光探针的研究进展,概述了相关荧光探针的设计理念、检测机理及生物应用,探讨了探针的结构和性能之间的关系,展望了CO荧光探针的发展趋势和应用前景.     

一种基于二氰基异佛尔酮的近红外汞离子荧光探针的合成与应用

以二氰基异佛尔酮和4-二乙氨基水杨醛为原料,通过两步反应合成了一种具有近红外发射(675 nm)的荧光探针SAM-S,并对其结构进行了表征。此探针在甲醇/4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)(1∶1,V/V,pH=7.4)溶液中表现出弱荧光,加入Hg²⁺后荧光显著增强,基于此建立了检测Hg²⁺的新方法。本方法具有选择性好、抗干扰能力强、检出限低(0.49μmol/L)等优点。采用此探针检测湖水和自来水中Hg²⁺的含量,加标回收率在99.9%～104.8%之间。探针SAM-S可制作成荧光墨水,有望用于商标包装;由于SAM-S的毒性较低,因此可用于活细胞中Hg²⁺的荧光成像。     

硼酸及硼酸酯类过氧化氢荧光探针的最新研究进展

生物新陈代谢过程中产生的过氧化氢（H2O2）是生命活动所必需的,但是过量过氧化氢的存在可以引发多种疾病,因此对体内过氧化氢的检测具有重要意义.采用荧光探针法,借助激光共聚焦成像技术能够实现对活细胞和组织内的过氧化氢＂实时、可见、定量＂的检测,为深入阐明过氧化氢在生理和病理过程中所起的作用提供了一个重要手段.本文按荧光探针的结构分类,对近几年来以硼酸及硼酸酯基团作为荧光开关的具有高选择性和灵敏度的过氧化氢荧光探针进行了综述,主要探讨其设计思想、作用机制及应用,为过氧化氢探针的设计提供了新思路.     

一种Hg~(2+)荧光探针的合成及其在活细胞成像中的应用（英文）

设计合成了一个新的罗丹明席夫碱类荧光探针1,其结构经~1H NMR、~(13)C NMR、MS和X射线单晶衍射的验证.通过紫外-可见光谱法和荧光光谱法研究了探针1在乙醇-水(V/V=7/3,HEPES 10 mmol/L,p H=7.0)中对Hg~(2+)的识别性能.探针1通过显著的荧光增强来识别Hg~(2+),并具有良好的选择性和抗干扰能力.通过Job’s plot和MS证明了探针1和Hg~(2+)形成1∶1的配合物.探针1的荧光强度与Hg~(2+)浓度(0~50μmol/L)呈良好的线性关系,可以定量地检测该范围内的Hg~(2+).在MGC-803活细胞中的荧光显微成像表明,探针1可检测生物体内的Hg~(2+).     

γ-谷氨酰转移酶近红外比率型荧光探针的设计与成像

γ-谷氨酰转肽酶(GGT)在诸多肿瘤组织中高表达,是一种重要的肿瘤标志物,对其活性的准确检测有助于相关疾病的早期诊断与治疗.本文将谷胱甘肽(GSH)共价修饰于七甲川花菁染料上作为GGT的酶切位点,研制了一例可用于GGT活性检测的近红外比率型荧光探针(Cy-GGT).该探针具有良好的水溶性,向其溶液中加入GGT,荧光发射波长由808 nm蓝移至616 nm (蓝移192 nm).较大的发射位移可避免两个信号之间的串扰,提高检测的准确性.实验表明,探针Cy-GGT可特异性检测GGT活性,检测限为0.02 mU/mL,并可用于活细胞和动物体中GGT的活性检测和荧光成像,能够区分肿瘤细胞与正常细胞,有望在相关疾病的早期诊断与治疗中发挥积极作用.