检测硫化氢分子的荧光探针

硫化氢（H₂S）是继一氧化碳和一氧化氮之后,第三种可在生命体内发挥生理作用的内源性气体信号分子。该气体分子在心血管和神经系统中担负着重要的生理病理调节作用。因此,选择性识别和高灵敏检测生物体内的H₂S具有十分重要的生物医学意义。在生物检测技术手段中,荧光探针法具有选择性好、灵敏度高、对生物样品损伤小以及可实现实时原位检测等独特的优势,故应用荧光探针法检测细胞内H₂S浓度的变化是近年来研究热点之一。本文依据荧光探针与H₂S之间的化学反应类型,将近三年来所研发的H₂S荧光探针按照其母体荧光团进行分类和总结,综述了H₂S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,最后展望了H₂S荧光探针的发展趋势和应用前景。     

细胞内源性分子辅助荧光信号放大策略及细胞成像

细胞内原位信号放大策略是检测低丰度内源性目标物的有效手段, 但多数信号放大策略依赖于外源性辅助物, 不可避免地改变细胞内微环境, 进而对机体造成一定干扰. 针对此问题, 可利用细胞内源性物质(如金属离子、 核酸、 蛋白酶等)实现原位荧光信号放大, 对不同生物标志物进行荧光成像, 此方法对低丰度靶分子检测及成像具有重要意义. 本文对内源性物质辅助信号放大及细胞内荧光成像相关研究进行了归纳整理, 介绍了内源性核酸、 酶、 蛋白质、 三磷酸腺苷(ATP)和金属离子辅助信号放大策略, 并探讨了其信号放大机理; 总结了内源性物质辅助信号放大探针在低丰度物质检测及成像方面的研究进展; 最后展望了该策略在细胞成像方面的优势及应用前景.     

气体信号分子的荧光小分子探针

生命体系中存在各种各样的气体分子,这些气体分子在体内扮演着重要角色.其中,一氧化氮、一氧化碳和硫化氢是目前已经被广泛认可的三大气体信号分子,具有传导信号通路的功能,进而调控相关生理事件.随着对气体信号分子的研究日益广泛,它们在生命体系中的作用需要更深入地被了解,以便更好地对其功能进行调控.达到这个目的的挑战之一是需要对其进行快速、高选择、高灵敏度的分析检测和成像研究.近年来,对气体信号分子的分析检测和成像研究已经成为化学生物学、生物无机化学、药学和医学的一个重要交叉方向.本文对近十几年来这个领域的主要手段之一荧光小分子探针进行粗浅综述,期待引起相关学科同行的兴趣.     

核酸荧光探针在单细胞成像中的应用研究

单细胞成像研究技术具有观测定位精准、独特的时间和空间分辨率高等特点,成为分子水平上准确、实时、原位监测细胞内生物活性物质信号变化及观测细胞形态的重要手段。在进行单细胞成像研究时,细胞内大多数生物活性物质自身无法产生易被仪器或肉眼所捕获的信号,通常需要使用生物探针进入细胞内特异性识别生物活性物质。生物探针与特定的生物活性物质结合,形成稳定的复合物,产生相应信号变化。通过监测生物探针信号变化,实现对细胞内生物活性物质准确、实时、原位监测。生物探针的响应信号有多种,其中荧光信号不仅具有直观、操作简单、选择性好、灵敏度高、无需参比、不受电磁场的影响、可远程实时在线自动监测等特性,还具备对细胞进行静态观察、对细胞内分子动力学进行动态监测、对亚细胞结构进行定位和对蛋白质分子的相互作用进行研究等优点,在细胞成像技术研究中具有重要地位。本文综述了近五年来核酸荧光探针在单细胞成像中的应用研究进展,讨论了存在的问题,对发展方向进行了展望。     

气体信号分子响应性高分子的合成及其应用

响应性高分子因其在纳米医药、检测诊断、组织工程等领域的应用受到了广泛关注。一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等广泛存在于生物有机体中并对生理和病理过程具有重要调节作用,因此,能够对这些气体信号分子响应的高分子体系具有潜在的生物医用价值。本文简要概述了一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等气体信号分子响应性高分子的研究进展,重点关注其设计理念、响应机制以及在荧光成像、药物输运等方面的应用潜能。分析了现有气体响应性高分子体系存在的瓶颈并展望了其发展趋势。     

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。     

基于硝基还原机理的一氧化碳荧光探针的开发及细胞成像研究

一氧化碳(CO)作为一种重要的细胞气体信号传递分子,参与生物体内重要的生理和病理功能.选用经典的荧光平台——萘酰亚胺荧光平台,以硝基基团作为识别位点,通过严谨的设计和两步合成的方法,开发了一种新型用来检测一氧化碳的荧光增强型荧光探针NaLy-CO.光谱测试数据表明,该荧光探针对一氧化碳具有较好的选择性和灵敏度.利用荧光...     

微流控芯片NDA在线衍生测定单细胞中谷胱甘肽

单细胞分析对研究细胞内信号传递和重大疾病的早期诊断等具有重要意义,荧光标记是检测细胞内物质的常用技术,为防止衍生时的过度稀释,大多采用柱前细胞内衍生法,衍生后再用微流控芯片分析,此法操作复杂,需多次离心分离,且能透过细胞膜标记胞内组分的荧光试剂较少。     

高选择性过氧化亚硝酰荧光探针的设计与研究

过氧化亚硝酰(peroxynitrite)是细胞内重要的活性氧素之一,其在细胞内氧化还原平衡生理过程中发挥着重要作用.基于本课题组前期报道,我们设计合成了一系列基于香豆素-喹啉共轭体系的荧光染料,并考察了它们对各活性氧素的选择性,发现在磷酸盐缓冲液(PBS)体系中(pH 7.40), C-QL-1和C-QL-2能够特异性地对过氧化亚硝酰产生"off-on"的荧光信号变化,其检测限可分别达到69和140 nM.通过核磁共振氢谱、质谱等手段,发现在过氧化亚硝酰作用下, C-QL-1和C-QL-2发生了分子内碳碳双键氧化水解成醛的过程.     

生物小分子巯基化合物荧光探针研究进展

细胞内的小分子巯基化合物在诸多生理过程中扮演重要角色.分子荧光探针具有灵敏度高、选择性好、生物相容性好、实时原位监测等优点.因此,构建可以选择性检测巯基化合物的荧光探针具有重要的生物学和医学意义.根据荧光探针与巯基化合物的反应类型总结了近几年来小分子巯基化合物荧光探针的设计策略和研究进展.