新型Fe~(3+)荧光探针及其生物成像研究（英文）

以罗丹明为基础合成、表征了一种"turn-on"型荧光探针.该探针对Fe~(3+)表现出很高的选择性和灵敏性.将Fe~(3+)加入到探针中,溶液的紫外吸收值和荧光强度都有很明显的变化,同时伴随着肉眼可见的溶液颜色改变.研究发现,探针与Fe~(3+)按照1∶1进行络合,引起了探针内酰胺环的打开,进而吸收值和荧光强度值发生变化.研究表明,在有其他共存离子存在下,该探针仍然可以有效检测Fe~(3+).细胞实验发现,探针可以穿过细胞膜,在细胞内与Fe~(3+)作用,同时也可检测小鼠体内Fe~(3+),呈现出很好的荧光成像效果.     

新型铁离子荧光探针的研究进展

由于重金属离子对人类健康起着重要作用,因而对痕量重金属离子的快速检测,是当前研究的热点问题.作为生物体内的重要元素,铁元素的缺少和过量都可能引起严重的人体机能障碍,因而能够对铁离子实现快速识别显得尤为重要.本文作者通过研究近年来报道的高选择性高灵敏度铁离子荧光探针,对Fe~(3+)的特异性识别及其实际应用的可能性进行总结,并对Fe~(3+)荧光探针未来的发展方向进行预测.     

一种基于AIE机理识别Fe2+的荧光探针研究

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的Fe~(2+)荧光探针YBTM。YBTM具有聚集诱导发光(AIE)性质,考察了YBTM在DMF/H_2O混合溶液中的荧光性质。在DMF/H_2O(1/9,v/v,HEPES 10 m M,p H=7.4)溶液中,探针YBTM对Fe~(2+)具有良好的选择性,Fe~(2+)可引起荧光猝灭,探针对Fe~(2+)响应快速,检测限为2.46×10~(-6)M。以酒石酸二铵作为掩蔽剂消除Fe~(3+)的潜在干扰。此外,探针YBTM可用于MCF-7细胞中Fe~(2+)的荧光成像。     

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。     

在纯水体系和活细胞中高选择检测Fe3+的香豆素荧光探针

设计、合成了一种香豆素类荧光探针CF470,该探针通过引入高水溶性且选择性与Fe~(3+)配位的多羟基基团实现了纯水体系中Fe~(3+)的检测。当在探针体系中加入Fe~(3+)后,其强烈的蓝色荧光在2 min内就可被完全猝灭。探针不仅对Fe~(3+)快速、高选择响应,而且由于引入了亲水的多羟基基团具有良好的水溶性。更重要的是,探针对活细胞低毒、生物相容性好,被成功应用于活细胞中Fe~(3+)的成像。     

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。     

基于激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)活性的菲并咪唑Fe~(3+)荧光探针及细胞成像研究

设计合成具有激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)特征的酚羟基菲并咪唑Fe~(3+)荧光探针PIP-o-OH,对其结构进行了表征和确认,并通过单晶结构确认了探针PIP-o-OH中的O—H与咪唑N的分子内氢键.紫外和荧光光谱分析表明,探针PIP-o-OH与Fe~(3+)形成络合物后实现Fe~(3+)的选择性识别,并通过质谱和离散傅立叶变换(DFT)计算确定了探针PIP-o-OH与Fe~(3+)的配位方式.探针PIP-o-OH与Fe~(3+)络合前后的荧光变化成功应用于HeLa细胞和实际水样中Fe~(3+)的检测.     

一种“裸眼”可视化检测溶液的pH值及细胞中铁离子的BODIPY类探针

以吡啶-2-甲酸(4-甲酰基苯酚)酯代替对羟基苯甲醛,将对羟基苯基引入到BODIPY染料的3-位,以高产率得到一个BODIPY类探针2。探针2易溶解到各种有机溶剂中,在甲醇溶液中的最大吸收和发射波长分别为570和585 nm,荧光量子产率达到0.9。当溶液的pH值从酸性过渡到碱性时,对羟基苯乙烯基团会慢慢失去质子,其溶液最大吸收波长发生红移,荧光发生淬灭,而且溶液颜色也发生明显的变化。因此,探针2可作为一种"裸眼"可视化的pH探针。此外,探针2对Fe~(3+)也有明显的响应,在溶液中加入Fe~(3+),探针2分子结构中乙烯基团发生断裂,其溶液最大吸收波长和最大发射峰均发生蓝移。因此,探针2也可以作为Fe~(3+)的比率型探针。同时探针2毒性较低、渗透性好、对Fe~(3+)选择性高,可以应用到细胞中检测Fe~(3+)的含量。     

基于香豆素骨架的Fe3 荧光探针的研究进展

本文综述了近十年来以香豆素为荧光基团的Fe~(3+)探针研究进展,并对该类探针的结构设计、作用机理及应用给出简要介绍,最后展望了该类Fe~(3+)荧光探针的研究和发展方向。     

一种基于香豆素衍生物的铁离子水溶性荧光探针的合成及其应用

设计合成了一种基于香豆素衍生物的水溶性荧光探针7-二乙氨基-3-甲醛香豆素,并通过~1HNMR,~(13)CNMR和MS确认其结构。探针具有良好的荧光发射性能,荧光最大发射峰位于471 nm;向其中加入Fe~(3+)后,荧光强度随着Fe~(3+)浓度的增加而逐渐减弱。探针L的荧光发射强度与Fe~(3+)的浓度在0.02~60.00μmol/L范围内呈良好的线性关系,可对Fe~(3+)进行定性与定量检测,检出限为22 nmol/L(S/N=3),对Fe~(3+)的选择性良好,不受其它常见金属离子的干扰。此外,探针对Fe~(3+)的检测具有可逆性。本探针具有很好的水溶性,在生理p H环境中检测效果较好成功用于人体淋巴肿瘤细胞Ramos中Fe~(3+)荧光成像。     

基于芳基糠醛功能化巴比妥酸衍生物识别和分离Hg~(2+)/Fe~(3+)的新型荧光传感器（英文）

合成了一种新型的基于5-(3-硝基苯基)-呋喃-2-甲醛功能化的巴比妥酸衍生物传感器QS.通过~1H NMR, 13C NMR, MS等方法对QS进行了表征. QS的荧光光谱结果表明QS的二甲亚砜(DMSO)溶液在498 nm有最大荧光发射,在365 nm紫外灯下照射发出绿色荧光. QS对Hg~(2+)和Fe~(3+)的水溶液有不同的荧光检测能力, Hg~(2+)能使探针QS的荧光增强为橙色,Fe~(3+)使其荧光猝灭,实现了实时检测.传感器QS对Hg~(2+)和Fe~(3+)的荧光检测限分别为3.25×10~(-8)和4.0×10~(-8) mol·L~(-1).根据Job曲线和质谱研究得到QS与汞离子和铁离子化学计量比均为1∶1,提出了QS与Hg~(2+)和Fe~(3+)的可能结合模式.加入H 2P O4-能使含有Fe~(3+)的QS溶液(QS-Fe)荧光恢复,可用于Fe~(3+)的循环检测.此外,固体QS可从水溶液中吸附Hg~(2+)和Fe~(3+)(吸附率分别为92.0%和91.8%),具有较好的吸附能力.     

一种罗丹明衍生物的合成及其对三价金属离子(Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+))的识别

三价金属离子(Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+))与人体健康密切相关。目前,检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)需要采用不同的荧光探针,增加了检测成本和检测时间。发展能够同时检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)的高灵敏度和强抗干扰能力的荧光探针具有非常重要的意义。本文以罗丹明B为原料,合成和表征了一种罗丹明类荧光增强型探针(P),并研究了其光谱性质。研究表明,在V(甲醇)∶V(水)=9∶1体系中对三价金属离子Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)具有较高的选择性,不受其它二价金属离子及一价金属离子的影响,抗干扰能力强。同时,探针P对三价金属离子具有较高的灵敏度,对Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测限分别为3.0×10~(-4)、2.7×10~(-4)和1.0×10~(-4)mol/L,表明其可用于Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测。     

含蒽硫杂杯[4]芳烃荧光探针的合成及其对Fe~(3+)的识别

合成含蒽硫杂杯[4]芳烃荧光探针A,通过~1H NMR和~(13)C NMR对其结构进行了表征,考察了探针的光谱性能及其对常见离子的选择性识别,并进行了实际水样的加标回收检测。结果表明,在四氢呋喃/Tris-HCl缓冲溶液(4:1,V:V,pH 7.0)中,该探针可选择性识别Fe~(3+),且受常见金属阳离子和阴离子的干扰较小; Fe~(3+)的浓度在0.05～0.50 mmol/L范围内,荧光探针A的荧光强度与Fe~(3+)的浓度呈现较好的线性关系,相关系数(R~2)为0.99696,检出限(LOD)为0.75μmol/L;荧光探针A的荧光强度受pH的影响很小,在较宽的pH范围内,仍可有效地检测Fe~(3+)。该荧光探针A用于实际样品中Fe~(3+)检测,回收率和相对标准偏差(RSDs)均达到要求,有望用于水环境和生命体系中Fe~(3+)的选择性检测。     

基于喹啉单元的荧光探针的研究进展

喹啉及其衍生物是一种很好的金属螯合剂,而且它们具有良好的荧光性能,所以喹啉及其衍生物一直是荧光探针领域研究的热点.本文综述了近几年来含喹啉单元的荧光探针的研究进展,介绍了含喹啉单元类的荧光探针对Zn~(2+)、Cd~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)和含喹啉单元与金属离子的复合型荧光探针对阴离子荧光传感性能,并展望了含喹啉单元的荧光探针的理论和应用前景.     

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.     

新型Fe~(3+)荧光探针的合成及活细胞成像中的应用

以邻氨基苯硫酚和苄基氯为原料反应得到2-苄硫基苯胺(1),再将2-苄硫基苯胺(1)和罗丹明B进行缩合得到新型罗丹明B衍生物R1,并用IR,HRMS-ESI,~1H NMR以及13C NMR对其结构进行了表征.进一步通过荧光光谱法研究了化合物R1在甲醇水溶液中对常见离子的识别特性.结果表明荧光探针R1能够对Fe~(3+)进行快速,灵敏的识别,并且受其他常见离子干扰较小.探针R1的荧光强度与Fe~(3+)浓度(1×10~(-6)~9×10~(-6) mol/L)呈较好的线性关系,并在PC-12活细胞中实现了Fe~(3+)的荧光成像.     

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.     

罗丹明类Schiff碱荧光探针对Fe~(3+)的特异性识别研究

基于罗丹明结构设计合成了一种新型Schiff碱类荧光探针。随着Fe~(3+)的加入,探针溶液表现出明显的荧光增强,该现象表明探针和Fe~(3+)络合能力较强,避免了因Fe~(3+)自身磁性引起的荧光猝灭。探针在识别Fe~(3+)时,表现出很好的选择性,并且识别过程不受其他常见干扰离子的影响。进一步,通过job’s曲线和高斯理论计算对探针的识别机理进行了较深入的探究,得到探针与Fe~(3+)按照1∶1络合的结论,并提出了可能的络合位点和识别过程。     

乙酰基二茂铁苯并噻唑探针对Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)识别性能的研究

以二茂铁甲醛为起始原料,与邻氨基苯硫酚进行环合反应,得到产物2-二茂铁基苯并噻唑,然后进行乙酰化反应,最终得到2-(1'-乙酰基二茂铁基)苯并噻唑(Fc SO)探针分子.谱学表征和X射线单晶衍射分析证实了探针FcSO的晶体和分子结构.通过紫外可见光谱、荧光光谱和电化学分析三种分析方法,详细研究了探针FcSO对溶液中三价金属离子Al~(3+), Cr~(3+), Fe~(3+)的识别性能.研究结果表明,三种分析方法均能对特定三价金属离子进行有效识别,荧光分析方法抗干扰能力较强,对三价金属离子Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)的最低检测限分别是7.456×10~(-6),3.72×10~(-6)和1.35×10~(-5)mol/L. 1H NMR研究结果表明,探针FcSO分子结构中的乙酰基、二茂铁基和苯并噻唑基在识别三价金属离子Al~(3+),Cr~(3+),Fe~(3+)过程中均发挥了重要作用.     

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。