高选择性过氧化亚硝酰荧光探针的合成及性能研究

过氧化亚硝酰(ONOO^-)是生物体系中重要活性氧之一,对其高效检测一直备受关注。本研究以4-二乙基氨基水杨醛和6-甲氧基-1-萘满酮为原料,经一步有机反应,合成了一种带氧鎓正离子的荧光探针PFP,用于检测ONOO^-。通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱系统考察了探针PFP对ONOO^-的光学响应。结果表明,此探针具有选择性好、灵敏度高(检出限为15.5 nmol/L)、响应快速(数秒内)、Stokes位移较大(42 nm)、水溶性好等优点。细胞毒性实验表明,探针PFP具有良好的生物相容性,探针浓度为20μmol/L时,细胞存活率>95%。激光扫描共聚焦显微成像结果表明,此探针可用于活细胞中外源性和内源性ONOO^-的荧光成像研究。     

用于检测多硫化氢和亚硝酰氢的小分子荧光探针

多硫化氢（H₂S_n）和亚硝酰氢（HNO）在一系列生理病理过程中起着重要的作用,包括调节细胞内氧化还原信号传递过程、增强心肌的收缩能力、抑制血小板聚集等。H₂S_n可以通过硫化氢（H₂S）与活性氧物种反应得到。一氧化氮（NO）和HNO可以在超氧化物歧化酶（SOD）作用下相互转化,H₂S和NO反应可以生成H₂S_n和HNO,调控酶的活性以及蛋白与蛋白之间的相互作用,从而影响蛋白质的生理功能。因此,实时检测生物体内H₂S_n和HNO的浓度具有十分重要的生物医学意义。在各种生物检测技术中,荧光探针具有选择性好,灵敏度高,可以实时原位检测,对样品损伤小等优点,受到了广泛关注。本文将按照探针响应基团的反应类型,将近几年用于定性定量检测H₂S_n和HNO荧光探针进行分类和总结,重点概述探针的设计理念、响应机制和生物应用,并对探针的应用前景进行了展望。同时,本文也关注了硫化氢和其他硫烷硫类物种荧光检测的近期进展。     

一种高选择性氰离子荧光探针的研究

本文通过9-蒽甲醛与2-氨基-4-硝基苯酚反应合成了分子探针L,用1H-NMR对其结构进行了表征。在乙醇-水的混合溶液中运用荧光光谱对其进行聚集荧光性能的测试,实验结果表明这种分子具有聚集荧光增强的性质。并在乙醇和水混合液的体系下,对阴离子进行识别测试,结果表明探针L对氰离子的最低检测限为1.021×10~(-4)mol·L~(-1),对氰离子实现了高效识别。     

一种溶酶体靶向双光子亚硝酰氢荧光探针的合成及细胞成像研究

亚硝酰氢(HNO)是一氧化氮单电子还原并质子化的产物,具有重要的生物学意义.以4-(2-氨基乙基)-吗啉作为溶酶体靶向基团,1,8-萘二甲酰亚胺作为双光子荧光团,三苯基膦作为HNO识别基团,构建了一个能够特异性定位于溶酶体的打开型双光子荧光探针Lyso-HNO.研究结果表明,该探针响应迅速,对HNO表现出良好的选择性,较高的灵敏性,检测极限可达202 nmol·L-1.该探针可对HeLa细胞溶酶体外源HNO进行双光子荧光成像研究.     

一种可再生高选择性的硫化氢荧光探针

为了方便地检测环境样品中的硫化氢,利用香豆素酰肼肟配体构建了一个基于其铜配合物的可再生高选择性的硫化氢荧光探针(1-Cu²⁺)。 顺磁性Cu²⁺的荧光猝灭作用使探针的荧光很弱。 Na₂S溶液的加入可显著增强其荧光,其它常见阴离子(F^-,Cl^-,Br^-,I^-,CO32-,HPO42-,H₂PO4-,NO2-,NO3-,SO42-,CH₃COO^-,N3-,S₂O32-,CN^-)对配合物探针的荧光影响很小,共存时也不会干扰探针对硫化氢的增强响应。 Cu²⁺的加入能够再生探针(1-Cu²⁺),通过依次加入Cu²⁺和S^2- ,可重复地检测S^2-。 该探针响应时间快(~5 s),在0.5~5.0 μmol/L的范围内对H₂S响应呈线性,检测限低至37 nmol/L。     

高选择性半胱氨酸荧光探针的合成及生物成像

生物巯基分子在人体生理和病理过程中发挥着重要作用。因此,专一性识别生物巯基分子在生命科学领域具有非常重要的应用价值。我们利用醛基作为巯基识别基团进行成环反应,合成了一种新型的荧光增强型半胱氨酸(Cys)荧光探针,其结构用核磁共振氢谱、质谱以及红外光谱进行表征。该探针分子具有合成简单、选择性好、光稳定性好等优点,本身无色,无荧光,与Cys作用后,紫外吸收光谱蓝移约15nm,荧光强度增强105倍,荧光颜色由无色变为深蓝色,可实现裸眼观测且能进行活细胞成像。     

选择性检测谷胱甘肽的荧光探针

本文设计合成了一种基于BODIPY衍生物选择性检测谷胱甘肽的比率式荧光探针1。荧光探针1中BODIPY的3位连有苯乙炔基团,5位连有咪唑盐离去基团,利用其与谷胱甘肽和半胱氨酸反应机理的不同实现了对谷胱甘肽的选择性检测。紫外可见吸收光谱和荧光光谱实验结果表明探针分子1与谷胱甘肽反应后的光谱发生明显红移,可以实现对谷胱甘肽的比率式检测。探针分子1对谷胱甘肽有极高的选择性,不受其它氨基酸尤其是半胱氨酸的干扰。荧光滴定实验表明探针分子1可实现对谷胱甘肽的定量检测,检测限为3.3×10-8 mol/L。探针分子成功地应用于活体细胞中检测谷胱甘肽。     

基于香豆素荧光团的高选择性Fe~(3+)荧光分子探针研究

设计合成了四种含有酰胺和酯基结构的香豆素荧光分子探针,其结构通过1H NMR、13C NMR和HRMS进行了表征,并对探针进行了常见金属离子识别性能的研究。发现该类探针对Fe3+产生荧光淬灭性响应,其中7-位带有二乙氨基的2-(7-二乙氨基香豆素-3-甲酰胺基)乙酸乙酯(C3)和3-(7-二乙氨基香豆素-3-甲酰胺基)乙酸丙酯(C4)对Fe3+的淬灭比例达到99.5%和99.6%,可作为识别Fe3+的探针。     

高选择性甲基苯丙胺蒸气检测用荧光探针的设计、合成及性能

冰毒,是本世纪的主流毒品之一,其检测对于社会稳定和人类健康具有重大意义。冰毒的有效成分是甲基苯丙胺(MA),针对MA分子中同时含有苯环和仲胺的结构特点,本文设计并合成了两种带有五氟苯甲酰基官能团的荧光探针:五氟苯甲酰基芘(5F-O-Py)和五氟苯甲酰基三苯胺(5F-O-TPA)。与苯环电性相反的五氟苯基对苯环的静电吸引,吸电子的羰基与富电子的仲胺间的选择性相互作用,这两种因素协同作用使得探针和MA接触更紧密,二者之间更容易发生光诱导电子转移(PET)过程,导致其荧光猝灭。研究发现,两种探针分子在对MA的传感性能上差别较大,其中5F-O-Py薄膜具有较大的比表面积和较好的通透性,能够与被检测物MA良好的接触,在饱和的MA蒸气中,300s内荧光猝灭了68%,对MA蒸气的检测限可达3.73ppm,且重复利用6次后仍然具有38%的猝灭响应。该传感薄膜抗干扰能力强,对与MA结构非常类似的模拟物可以有效区分。     

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。     

基于菁染料高选择性检测半胱氨酸的近红外荧光探针

本文设计合成了以菁染料为荧光团,以4-(三氟甲基)苯硫基为半胱氨酸响应识别基团的近红外荧光探针(Cy-CF_3)。利用探针分子Cy-CF_3与半胱氨酸和谷胱甘肽反应发生的机理不同,实现了对半胱氨酸特异性识别。探针分子Cy-CF_3与半胱氨酸发生芳香亲核取代反应生成巯基取代产物,进一步通过分子内重排反应生成氨基取代产物Cy-Cys。光谱研究结果表明,探针分子Cy-CF_3与半胱氨酸作用后发生明显的吸收波长蓝移(160nm),并且可观察到明显的颜色变化;荧光光谱中,随着半胱氨酸的加入,探针分子Cy-CF_3在780nm处的近红外荧光显著增强。Cy-CF_3能高选择性检测半胱氨酸,并且不受其它氨基酸尤其是结构类似的谷胱甘肽干扰。探针分子Cy-CF_3被成功地应用于活体细胞中检测半胱氨酸。     

硝酰基荧光探针与牛血清白蛋白相互作用的研究

在模拟生理条件下,用光谱法研究了硝酰基(HNO)探针(4-[2-(diphenylphosphino)benzoate]-N-butyl-1,8-naphtalimide,NIM)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明,探针与BSA之间主要是静态猝灭方式。药物代替实验表明,探针与BSA的色氨酸残基相结合。由热力学数据确定了二者之间的作用力类型为静电引力。二者之间的结合距离为3.73nm。利用同步荧光、CD光谱、红外光谱以及三维荧光光谱考察了探针对BSA构象的影响。     

亚硝酰硫酸的离子色谱分析方法研究

建立了离子色谱法(IC)测定亚硝酰硫酸含量的分析方法。考察了亚硝酰硫酸选择性水解生成硝酸和硫酸的条件。亚硝酰硫酸的最佳色谱分析条件为:电导检测器,pH3.5的磷酸二氢钾缓冲溶液作流动相,流速1 mL.min-1,柱温45℃。在优化实验条件下,NO2-、NO3-和SO42-的线性范围分别为2.375~9.515、0.375~1.548、2.051~8.263 mmol.L-1,相关系数均大于0.999 9。样品中NO2-、NO3-和SO24-的加标回收率为99%~101%,其相对标准偏差(RSD)均小于1.0%。通过对各离子含量的测定,用氮平衡法计算出亚硝酰硫酸的含量,相对标准偏差均在0.1%以内。建立的方法与传统的氧化还原滴定法分析亚硝酰硫酸相比,具有分析结果准确、简便快速、成本低的特点,已用于工厂中该产品的质量控制。     

亚铁离子荧光探针的研究进展

铁作为生命系统中最丰富的过渡金属元素,在许多生理和病理过程中发挥着无可替代的作用.铁平衡失调不仅会导致诸如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等的发生和发展,而且还会造成细胞铁死亡.尽管细胞中的铁有Fe~(2+)和Fe~(3+)两种形式,但细胞还原性微环境使其主要以Fe~(2+)形式存在.因此,开发一种对Fe~(2+)的特异性检测技术有助于深入了解Fe~(2+)与人类健康和疾病的关系.随着荧光成像技术的发展,近年来特异性检测Fe~(2+)的荧光探针引起学者们的极大关注.对近10年来报道的Fe~(2+)荧光探针,根据探针的设计思路、与Fe~(2+)的作用机理、光学特性以及其生物应用等方面进行了总结,并对Fe~(2+)荧光探针的发展前景进行了展望.     

酰腙类衍生物作为阴离子荧光探针的研究

本文设计合成了含偶氮酰腙类受体分子1,2-羟基-5-(4-硝基苯偶氮基)苯甲醛-p-硝基苯甲酰腙。用UV-Vis和荧光光谱考察了其与AcO-、H2PO4-、F-、Cl-、Br-和I-阴离子的作用。当加入AcO-、F-和H2PO4-时,受体分子的吸收光谱发生明显的红移,同时溶液颜色由无色变为紫红色。更为重要的是受体1对阴离子表现出荧光光谱的比率变化。最后通过在DMSO-d6中的核磁滴定实验研究受体1和F-相互作用的本质。     

高选择性半胱氨酸探针的设计、合成及光谱性质研究

合成了一种新型的裸眼识别半胱氨酸(Cys)的荧光探针,可以专一性地识别半胱氨酸而不受同型半胱氨酸(Hcy)、二硫苏糖醇(DTT)、谷胱甘肽(GSH)和其它氨基酸的影响。研究结果表明:探针与Cys作用后,溶液颜色由无色变为黄色,紫外吸收光谱红移约32 nm,同时荧光强度淬灭,荧光光谱红移约75 nm,可实现裸眼检测。     

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。     

萘二酰亚胺型荧光探针的荧光淬灭及与DNA相互作用的研究

荧光探针由于其灵敏度高,特别是对微环境结构的敏感而被广泛应用于核酸结构与性能的研究.现已探明核酸与外源和内源荧光探针可以发生多种物理与化学相互作用,核酸与核酸前体参与的电子转移与空穴转移作用也成为新的研究热点,这种化学作用最终可导致核酸主链和碱基侧链的断裂,因而受到广泛的重视[1,23].     

铜-亚硝酰配合物的合成

目前在约翰斯·霍普金斯大学的 Kenneth D.Karlin 和 Jon A,zubieta 及其在奥尔巴尼市纽约州立大学的合作者们宣称,亚硝(钅翁)离子(No+)氧化加成