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。     

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.     

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。     

基于黄酮的长波长荧光探针用于检测体外和体内生物硫醇（英文）

半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)等生物硫醇在生理和病理过程中起着至关重要的作用,尤其是GSH在肿瘤细胞中过度表达,可以作为肿瘤的生物标志物.然而,同时区分活的正常细胞和肿瘤细胞存在着困难和挑战,因此设计并合成了一种基于N,N-二甲氨基萘黄酮(3)的肉眼可见“关-开”型长波长荧光探针(4).该探针对生物硫醇具有较高的选择性和较低的检测限,机理研究表明,生物硫醇催化探针的酯键断裂,生成了强荧光的黄酮3.该探针可用于活细胞和小鼠体内生物硫醇成像,并且对正常肝细胞HL-7702和肝癌细胞HepG2进行选择性成像.     

一种基于罗丹明类似物的Cys近红外荧光探针

基于罗丹明类似物作为荧光团合成了一例新型半胱氨酸(Cys)近红外荧光探针CS-Cys.该探针能特异性识别Cys,其他含巯基氨基酸不与探针响应,响应机理为:Cys与CS-Cys分子中的丙烯酸酯发生共轭加成-环化反应,进而羟基裸露并释放出荧光.通过对CS-Cys与Cys在不同pH环境中反应后的荧光变化进行研究,发现通过改变溶液pH值可调节给电子基的供电子能力和荧光团ICT过程,从而使荧光激发波长和发射波长达到近红外区域.     

小分子生物硫醇荧光探针研究进展

半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和还原型谷胱甘肽(GSH)等小分子生物硫醇在人的生理活动中起着重要作用.近年来,生物和环境样品中小分子生物硫醇的检测引起科学家们极大的兴趣,生物硫醇荧光探针和比色传感器得到快速发展.根据探针与生物硫醇的反应机理,包括利用小分子生物硫醇中巯基与探针反应、巯基和氨基协同与探针反应,综述两年来生物硫醇小分子荧光探针的设计、合成与应用进展.     

水相合成近红外CdTe量子点用于体液中硫醇的检测

通过降低反应物中L-半胱氨酸(L-Cys)的比例,在水相快速合成了近红外CdTe量子点,使之对巯基化合物产生荧光响应. 并以此构建了一种基于表面配体缺失的CdTe近红外荧光量子点的巯基探针,为生物样品中的硫醇检测提供简便经济、高灵敏度和高选择性的新方法. 在其它多种氨基酸和生物液体中主要离子、分子共存的情况下,我们所制备的近红外量子点对L-Cys、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)的荧光检测中显示了良好的选择性和灵敏度. 在血清和细胞提取液中,加标5.0 μmol·L^-1硫醇的回收率均在90%～109%范围内. 该方法对L-Cys,Hcy和GSH的检出限(3s)分别为43,46和63 nmol·L^-1.     

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.     

1,3,5,7-四甲基-2,6-二乙酯基-8-(3’,4’-二氨苯基)-二氟化硼-二吡咯甲烷荧光光度法灵敏测定血液中亚硝基硫醇

S-亚硝基硫醇在生物体内具有传递信号、改变蛋白质的结构和功能、阻止有害物质对细胞的伤害等重要的生理作用.建立了一种灵敏、简单的应用荧光探针1,3,5,7-四甲基-2,6-二乙酯基-8-(3',4'-二氨苯基)-二氟化硼-二吡咯甲烷标记并测定S-亚硝基硫醇的荧光光度法:在1.0×10-4mol/L Hg2+存在下,荧光探针与S-亚硝基硫醇在30℃反应15min生成衍生物,在激发和发射波长分别为500nm和510nm处测定其荧光强度.荧光强度和S-亚硝基硫醇的浓度在(8.0～800.0)×10-9mol/L范围内成良好的线性关系.当信噪比等于3时,方法的检出限为6.0×10-10mol/L.该方法对健康人与心血管疾病患者血液中S-亚硝基硫醇的测定的加标回收率为97.46%～103.10%.     

选择性生物小分子硫醇荧光探针的研究进展

谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)作为生物体内含量较高的生物硫醇,在生物系统中起着重要作用。近年来,生物与环境样品中小分子生物硫醇的检测引起科学家们极大的兴趣,生物硫醇荧光探针和比色传感器得到快速发展。同时,作为更加精确的检测手段,选择性生物硫醇荧光探针的研究也得到了极大的关注。本文根据选择性生物硫醇荧光探针与生物硫醇的反应机理:醛基环化反应、丙烯酸酯加成环化反应、自然的化学连接反应、芳环取代重排反应和亲核加成-亲核取代反应,综述了近年来选择生物硫醇荧光探针的设计、合成与应用进展。     

生物硫醇荧光探针的研究进展

生物硫醇(包含半胱氨酸、高半胱氨酸和谷胱甘肽)在生命活动中扮演了重要的角色,其浓度的异常变化与某些疾病息息相关,因此对硫醇的检测具有重要意义.荧光探针因具有灵敏度高、时空分辨率好、无损伤、可视化等优势,在生物硫醇的检测方面得到了高度重视.利用硫醇在分子结构上的共同点(含巯基的氨基酸)和差异(分子大小、亲核性、空间位阻、细胞内含量),可通过迈克尔加成、亲核芳基取代、加成环化等反应实现对硫醇的选择性检测.综述了近3年来硫醇荧光探针领域的研究进展.首先介绍了对硫醇有选择性识别的荧光探针,随后分类讨论了对半胱氨酸、高半胱氨酸和谷胱甘肽各具有特异性检测的荧光探针,并重点介绍了分子设计、识别机理、荧光性质和成像应用,初步探讨了部分探针在监测细胞生命活动中的作用,同时还对本领域的发展提出了展望.     

溶酶体靶向的生物硫醇荧光探针的合成及应用研究

生物硫醇是一类非常重要的活性物质,在细胞的生长或凋亡过程中发挥着重要的作用.本文以香豆素为荧光团,吗啉为溶酶体靶向基团,成功设计并合成了生物硫醇的荧光识别探针Lyso-thiol.该探针可在磷酸盐缓冲溶液(PBS)体系中(pH 7.40)特异性地对生物硫醇产生"off-on"的荧光信号变化,具有高选择性与灵敏度,并可在较大浓度范围内对生物硫醇进行线性检测.在生物硫醇的饱和浓度下,探针最高可实现745倍的荧光强度增强.该探针还具有良好的生物相容性、溶酶体靶向能力及细胞成像能力.     

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.     

新型7-羟基四氢喹喔啉-6-甲醛酰腙衍生物的合成及其对Al~(3+)的识别

以7-羟基四氢喹喔啉-6-甲醛为基础,设计合成了一种新型酰腙类荧光探针L,探针在DMSO/Tris (V∶V=7∶3)溶液中能够高选择性识别Al~(3+).向该探针中加入Al~(3+)后由无荧光变为紫红色荧光,最大发射波长为640nm,达到近红外范围,并且具有较大的斯托克斯位移(170 nm),检测限为0.521μmol/L, p H适用范围为5～9.此外,探针L可在实际水样中对Al~(3+)进行检测,还可在MCF-7细胞中对Al~(3+)进行荧光成像.     

一种适用于复杂异相体系中羟基自由基定量检测的探针分子——香豆素

系统比较了3种定量检测羟基自由基(·OH)的探针分子对苯二甲酸二钠(TPA)、苯甲酸钠(BA)和香豆素(COU),相应的转化产物分别为2-羟基对苯二甲酸(h TPA)、2-羟基苯甲酸(SA)和7-羟基香豆素(7-hCOU).结果表明,最常用的TPA和BA的转化产物在水铁矿表面存在明显的吸附,最大吸附量分别为2. 49和2. 09 mg/g,因而不适合作为复杂矿物体系的探针分子.就探针分子对·OH的响应灵敏度、响应线性及线性范围而言,COU的表现明显优于TPA和BA,并且7-hCOU的检测限与h TPA和SA相仿(分别为0. 005,0. 046和0. 072μmol/L).通过COU在微生物-矿物体系还原-氧化循环过程及土壤/沉积物还原-氧化过程中对·OH测定的应用,进一步验证了该探针分子用于·OH定量检测的稳定性和重现性.因此,COU可作为复杂异相体系中·OH定量检测的探针分子.值得注意的是,pH对·OH的产生影响极大,因此在比较不同体系间·OH产量时应注意使其处于相同的pH缓冲液中以排除干扰.     

杂多酸K7Fe^3^+P2W17O62H2对硫醇-磷脂杂化双层膜通透性的影响

利用涂抹冷冻法制备了硫醇-磷脂杂化双层膜,采用循环伏安和交流阻抗方法,研究了硫醇-磷脂杂化双层膜与杂多酸K7Fe^3^+P2W17O62H2作用前后通透性的变化,发现该种杂多酸能够诱导硫醇-磷脂杂化双层膜产生一些孔洞,降低了膜电阻,增加了膜电容,也增加了探针Fe(CN)^3-/4-~6与电极的电子传递。同时对产生该现象的机理进行了初步的探讨。     

基于蛋白模板金纳米簇及羟基氧化钴纳米片的激活型荧光纳米探针用于免标记和灵敏检测生物硫醇

该文基于牛血清白蛋白模板金纳米簇（BSA@AuNCs）与羟基氧化钴（CoOOH）纳米片构建了一种激活型荧光纳米探针用于生物硫醇的检测。带负电的BSA@AuNCs能通过静电吸附作用组装到带正电的CoOOH纳米片表面,与此同时,BSA@AuNCs的荧光由于内滤效应（IFE）有效地被CoOOH纳米片猝灭,形成BSA@AuNCs－CoOOH纳米探针。当向纳米探针溶液加入生物硫醇（0.05～150 μmol/L）时,生物硫醇与纳米探针中的CoOOH纳米片发生氧化还原反应,CoOOH纳米片被降解生成Co2+,同时释放出BSA@AuNCs,BSA@AuNCs荧光信号恢复。结果表明,该纳米探针可以检测低浓度的生物硫醇,对生物硫醇（半胱氨酸、谷胱甘肽和高半胱氨酸）的检出限为30 nmol/L。相对于其他的氨基酸、金属离子及糖类化合物,该纳米探针对生物硫醇具有较高的选择性并成功应用于人血清样品中生物硫醇的检测。     

顶空固相微萃取气相色谱-火焰光度法测定废水中烷基硫醇化合物

建立了顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱法测定人工湿地废水中烷基硫醇化合物的分析方法.详细研究了萃取参数如萃取涂层、萃取时间、萃取温度、样品体积、盐效应及样品pH值等对HS-SPME萃取乙硫醇(EtSH)、2-甲基-2-丙硫醇(Me-PrSH)、1-丙硫醇(1-PrSH)、2-丙硫醇(2-PrSH)、1-丁硫醇(1-BuSH)及环戊硫醇(CycloPeSH)(内标)的影响.富集的硫醇化合物经DB-VRX毛细管色谱柱分离,FPD检测.在优化的实验条件下,测定乙硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、1-丙硫醇、2-丙硫醇、1-丁硫醇的线性范围介于0.12～16.21 μg/L之间; 检出限(3σ)介于0.97～22.11 ng/L之间.以环戊硫醇为内标物质,将本法用于废水中硫醇化合物的测定,获得满意结果.     

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.     

β-环糊精与不同结构硫醇的包合稳定常数

以酚酞作为光谱探针,采用竞争紫外-可见光谱法研究了β-环糊精(-βCD)在30.0℃,pH=10.50的Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液(25.0×10-3mol/L)中与一系列硫醇客体分子的包合作用。结果表明,-βCD可与不同结构硫醇发生包合,并测得β-CD与正丙硫醇、正丁硫醇、正戊硫醇、正己硫醇及正辛硫醇形成的超分子包合物的稳定常数分别为:28.71、66.39、127.8、186.2和651.1 L/mol,与异丁硫醇和叔丁硫醇形成包合物的稳定常数分别为364.6和641.9 L/mol。进一步研究发现,-βCD对正构硫醇的包合能力随硫醇分子碳数的增加而增加,对异构硫醇的包合能力随硫醇异构化程度的增大而增强。主客体分子间尺寸的匹配性及客体分子的极性对包合有重要影响。