一种荧光增强的反应型硫化氢荧光探针

基于二硝基苯醚的硫解反应识别机制,设计合成了羟基芘甲醛为荧光基团的探针分子8-(2,4-二硝基苯酚基)芘甲醛(PCNP),研究了PCNP缓冲溶液分散体系对H_2S的响应.未与H_2S作用时,分子内光致电子转移过程导致探针分子PCNP几乎不发光,当体系中存在H_2S时,PCNP发生硫解反应,光致电子转移过程被阻断,羟基芘甲醛发出橙色荧光.PCNP分子对H_2S响应迅速、灵敏,0.1 mmol·L~(-1)硫化氢存在下10 min内荧光强度响应达到最大值,荧光增强达260倍,反应速率常数为0.20 min~(-1),探针分子对H_2S检测限为0.10μmol·L~(-1),并且具有良好选择性.     

2-(苯并噻唑-2-基)-5-(N,N-二乙基氨基)苯酚衍生物的合成及其对H2S的识别

以4-N,N-二乙基氨基水杨醛为原料,制备了2-(苯并噻唑-2-基)-5-(N,N-二乙基氨基)苯酚衍生物(探针L),并对其结构进行了表征。在DMSO/PBS(体积比3∶7,pH=7.4)溶液中,探针L具有高选择性并可荧光"关-开"识别H_2S,在365nm紫外灯照射下,由无荧光变成蓝色荧光。实验表明,探针L识别H_2S的检测限为2.05×10~(-6)mol/L,pH适用范围为6～9,可用于检测实际水样中的H_2S。     

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.     

一种苯并噻唑衍生物对H_2S的荧光识别及细胞成像

以3-(2-苯并噻唑基)-2-羟基-5-甲基苯甲醛为原料,合成了一种基于苯并噻唑类衍生物的荧光探针2-(4-叠氮苄氧基)-3-(2-苯并[d]噻唑基)-5-甲基苯甲醛(HBTA),表征了其结构,研究了HBTA对H_2S的识别性质.实验结果表明,HBTA在水溶液中(Tris-HCl 0.01 mol·L~(-1),p H=7.4,含0.005 mol·L~(-1) CTAB)对H_2S具有良好的选择性和灵敏度,且响应快速,抗干扰能力强,并且在较宽的p H范围内有较好的荧光响应,其检测限为9.09×10~(-7) mol·L~(-1).细胞成像实验表明,HBTA可用于检测细胞内的H_2S.     

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。     

一种基于香豆素-苯并噻唑荧光探针的合成及性能研究

以香豆素为母体,丙烯酸酯为识别基团,设计、合成了荧光探针3-(2-苯并噻唑基)香豆素-7-丙烯酸酯(探针1),用于高灵敏、选择性检测活细胞中的还原型谷胱甘肽(GSH)。探针1与GSH反应后,溶液由无色变为亮绿色,荧光强度与GSH浓度在0～10μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为74 nmol/L;此外,探针还具有选择性高、抗干扰能力强和稳定性好等优点。荧光成像实验表明,探针1具有良好的细胞膜通透性、低毒性和生物相容性,可用于细胞内GSH浓度的快速检测。     

基于新型萘环稠合硼氟二吡咯化合物(BODIPY)的氟离子荧光探针及其细胞成像研究

设计、合成了一种基于新型萘环稠合硼氟二吡咯化合物(BODIPY)5的氟离子比率计量型和荧光猝灭型分子探针.通过紫外-可见光谱实验发现,该探针在氟离子存在时光谱红移100nm,进入近红外区域,可用于肉眼比色检测.荧光光谱分析表明,氟离子可促使荧光猝灭.细胞成像研究表明探针分子5可在活体细胞中专一性地识别氟离子.     

2’,7’-二氯-5(6)-羧基荧光素的合成及其荧光性能研究

以偏苯三酸酐、4-氯间苯二酚为原料,在ZnCl2催化下反应得到2',7'-二氯-5(6)-羧基荧光素混合物,并用柱色谱进行异构体分离.对取代基团对其荧光性能影响的研究发现,顶环上引入氯使其最大荧光激发波长和荧光发射波长发生红移,荧光强度有所增加;底环上引入羧基,其Stokes位移和荧光量子产率略有降低,但该活性基团的引入将更有利于对生物体进行检测.由此表明,2',7'-二氯-5(6)-羧基荧光素有望用于荧光探针.     

一种黄酮荧光探针对肼的识别及细胞成像

以邻羟基苯乙酮和对甲基苯甲醛为原料,合成了合成了一种3-羟基黄酮酯化物HFBA.通过探针HFBA对N_2H_4的识别性质研究,结果表明,探针HFBA在二甲亚砜-水溶液[V(DMSO)∶V(H_2O)=7∶3, PBS 20 mmol/L, pH=7.4]中对N_2H_4具有良好的选择性和灵敏度,且响应快速,抗干扰能力强,其检测限为0.11μmol/L.细胞成像实验表明,探针HFBA可用于细胞内N2H4的检测.     

检测汞离子的比色-荧光双通道探针的设计合成及应用

以7-羟基吩恶嗪酮(试卤灵)为荧光团、硫代甲酸苯酯为汞离子(Hg²⁺)识别基团,经一步简单有机合成反应,制备了比色-荧光双通道探针NMP。采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)和高分辨率质谱(HRMS)表征了探针结构,利用吸收光谱和荧光发射光谱测试了探针对Hg²⁺的选择性和灵敏度。光谱测试结果表明,探针对Hg²⁺具有较好的选择性和检测灵敏度,检出限(3σ)为17 nmol/L。反应溶液由淡黄色变为紫红色,可对溶液中Hg²⁺进行比色检测,并可用于实际水样中Hg²⁺的检测。采用CCK-8法测试了探针的细胞毒性,结果表明,在探针浓度低于10μmol/L时,细胞存活率高于90%。共聚焦荧光显微成像结果表明,探针具有较好的细胞通透性,可对细胞内Hg²⁺进行荧光成像。     

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.     

一种7-羟基四氢喹喔啉-6-甲醛衍生物对H2S的比色和荧光识别

本文利用1,4-二乙基-7-羟基四氢喹喔啉-6-甲醛与2-甲基苯并噻唑盐反应制备了荧光探针L,并对其结构进行了表征。实验结果表明,探针L在DMSO溶液中对H_2S具有快速荧光"关-开"响应以及高选择性和较好的抗干扰能力,检测限为2. 5×10~(-6)mol/L。在365nm紫外灯照射下,L的荧光颜色由无荧光变成黄绿色强荧光;此外,加入H_2S后探针L的DMSO溶液颜色由蓝紫色变为无色,通过裸眼即可识别H_2S。     

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。     

荧光猝灭型硼氟二吡咯类Cu2+探针的合成及其生物细胞成像的应用

设计合成了一个反应型的硼氟二吡咯(BODIPY)类荧光探针1,该探针以吡啶-2-羧酸苯酚酯基为识别基团。通过~1H NMR、~(13)C NMR和HRMS表征了1的结构,并解析了其晶体结构。光谱分析实验结果显示,探针1具有高的荧光量子产率(0.79),对Cu~(2+)具有较强的选择性识别性能,并能成功应用到生物细胞中Cu~(2+)的成像检测。     

肼二腙类多功能长波发射荧光探针的合成及其铜配合物对H_2S的识别

以1,4-二乙基-7-羟基四氢喹喔啉-6-甲醛为基础,设计合成了一种具有长波长发射、较大斯托克斯位移的新型肼二腙类荧光探针L.在探针L的二甲基亚砜(DMSO)溶液中加入Cu~(2+)和CO~(2+)后,溶液颜色由黄色分别变为粉色和无色,可裸眼识别Cu~(2+)和Co~(2+).利用L与Cu~(2+)形成的配合物,在DMSO/H_2O(V:V=7:3,HEPES,1×10~(-2)mol/L,pH=7.4)缓冲溶液中可荧光"OFF-ON"识别H_2S.试纸条实验表明,L-Cu~(2+)对不同浓度H_2S显色明显,可以通过裸眼和荧光双通道快速检测H_2S.此外,利用Discovery Studio分子模拟软件,通过分子L结构反向找靶,并用CDOCKER程序进行分子对接,发现分子L对2x0v蛋白(来自人类的P53蛋白)有很好的结合作用,有望在医药领域得到应用.     

检测活性硫物种小分子荧光探针的研究进展

总结了近两年来检测生物硫醇、H_2S以及SO_2衍生物荧光探针的研究现状,着重讨论了探针设计的传感机制、传感性能和生物应用方面的特征。检测生物硫醇方面,主要介绍了涉及多反应位点的多通道探针用于区分谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)和同型半胱氨酸(Hcy);检测H_2S方面,重点介绍了基于叠氮基还原和亲核反应这两种机制设计的探针;检测SO_2衍生物方面,主要总结了根据迈克尔加成法和醛的加成机制设计的探针。这为构建新型荧光探针以研究活性硫物种的生理和病理作用奠定了基础。     

基于黄酮醇的高选择性半胱氨酸荧光探针的合成及性能研究

报道了一种基于4’-二乙氨基黄酮醇、以丙烯酸酯为半胱氨酸(Cys)反应基团的荧光增强型探针A1,对Cys的检测响应快速(5 min内),能有效识别区分另外两种含巯基生物分子高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)。探针溶液荧光强度与加入的Cys浓度呈线性相关,拟合方程为y=6.894x+0.8409(R~2=0.9973),检测限为1×10~(-7)mol/L。加入Cys后,探针溶液由浅色变为亮黄色,在自然光条件下实现对Cys的比色检测。检测机理推测为Cys对A1中的丙烯酰基进行了共轭加成并使酯键断裂,使荧光母体得到释放从而产生增强的荧光信号。探针A1可用于活细胞内对Cys的荧光成像分析。     

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。     

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。     

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.