谷胱甘肽和凋亡酶-3响应的环肽分子荧光探针

设计、合成了一类新型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和凋亡酶-3(Caspase-3)响应的环肽分子荧光探针.该类探针主要由能量共振转移(FRET)分子荧光对、Caspase-3特异性识别多肽序列和GSH响应双硫键组成,分为不含穿膜肽序列(CP)和包含穿膜肽序列(cp CP)的两种不同环肽分子荧光探针.2种环肽分子荧光探针均能实现在GSH和Caspase-3同时存在情况下的精确成像,同时具有良好的响应性、特异性和高信噪比.该类环肽分子荧光探针在细胞培养环境中具有良好的稳定性和生物相容性.利用该探针,可以实现对星形孢菌素(STS)诱发的细胞凋亡进行实时、原位的成像监测,并对抗肿瘤药物阿霉素(DOX)和顺铂(cisplatin)诱导的细胞凋亡进行成像.这种具有多重响应并能用于精确成像的分子荧光探针将极大地促进疾病的精确诊断.     

荧光探针法研究胶原蛋白的水溶液聚集状态

利用一种分子内电荷转移化合物３ 甲氧基 ４’ Ｎ，Ｎ 二甲氨基黄酮（ＤＭＭＦ）作为荧光探针，研究了胶原蛋白在水溶液中的聚集状态．研究结果发现，当胶原蛋白浓度增大到０５ｍｇ／ｍＬ以上时，ＤＭＭＦ在４６５ｎｍ处的荧光强度有一突跃；继续增大其浓度，荧光强度越来越大．证明胶原蛋白在水溶液中随浓度增大有明显的聚集行为．利用荧光偏振法测量该体系内ＤＭＭＦ的荧光偏振特性，发现当胶原蛋白浓度增大到０５ｍｇ／ｍＬ以上时，体系具有较高的微粘度，进一步证实了胶原蛋白在水溶液中的聚集特性．     

用于检测细胞内谷胱甘肽的比率型荧光探针

设计合成了1种用于检测生物巯基的比率型荧光探针(4),并考察了其对谷胱甘肽的识别作用.在4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液中,探针4可与谷胱甘肽快速反应,溶液颜色由淡黄色变为粉红色,从而实现"裸眼"检测,且在608 nm处的荧光信号增强.在1.6×10-5~2×10-4mol/L范围内,探针4能够定量检测谷胱甘肽,检出限为8.9×10-7mol/L.此外,探针4还可用于MCF-7细胞中谷胱甘肽的成像.     

用于一氧化氮检测的小分子荧光探针研究进展

生物小分子NO以其重要的生理学和病理学作用受到科学家们的广泛关注。高选择性、高灵敏度、低毒性NO分子荧光探针的设计和开发,在环境检测、食品安全及人体内NO检测等领域具有重要意义。本文以小分子荧光探针对NO的识别机制为主线,从唑环的形成、螺内酰胺开环、还原脱氨、二氢吡啶的芳构化、NO与金属络合物的反应、与非金属Se的反应和亚硝胺的形成出发,综述了近年来NO小分子荧光探针的研究进展。对NO探针设计及其识别性能研究方面的工作进行了总结,并讨论了NO荧光探针今后的设计思路和重点研究方向。     

一种用于细胞核成像的新型双光子荧光探针

本文报道了具有大双光子活性吸收截面的DNA探针BMVEC, 同时首次利用双光子显微镜完成了与DAPI的复染实验, 实验结果证实了BMVEC对细胞核的选择性标记能力.     

肝靶向荧光探针用于HepG2细胞中ONOO-的特异性检测

过氧亚硝酸根(ONOO^-)作为重要的生物活性分子,在细胞信号转导和稳态调节等过程中发挥着重要的作用。实现生物体ONOO^-的精准靶向检测,对于深入探索其生理病理机制至关重要。本文以1,8-萘二甲酰亚胺作为荧光发色团、熊去氧胆酸作为肝靶向单元,制备荧光探针N-丙基-4-(4-3α,7β-二羟基-5β-胆甾烷-24-酰肼基)-1,8-萘二甲酰胺(NA),用于人肝癌细胞(HepG2)中ONOO^-的特异性检测。该探针与ONOO^-响应后,其绿色荧光显著增强,且荧光强度与ONOO^-浓度在0～14.0μmol/L范围内呈现较好的线性关系,检测限为0.27μmol/L。该探针具有选择性强、受pH环境影响小和生物相容性好等优点。细胞荧光成像结果表明,该探针对肝癌细胞HepG2具有较好的靶向性,可以对HepG2细胞中外源性和内源性ONOO^-浓度进行特异性检测。     

荧光纳米探针用于细胞器pH检测的研究进展

pH稳态对于维持活细胞细胞器的正常功能具有重要作用.细胞器内pH稳态被打破会导致细胞器功能的紊乱,进而引发癌症、神经退行性疾病等相关疾病.因此,在活细胞水平上定量测定pH并对其波动进行实时监测对于理解相关疾病的发生机制非常重要.基于非侵入、高时空分辨率成像的优势,荧光探针非常适合用于活细胞内pH的检测.本综述总结了近些年利用不同种类荧光纳米探针对不同细胞器进行pH成像的研究工作,并对荧光纳米探针应用面临的机遇与挑战进行了展望.     

一种用于检测气态甲醛的新型荧光探针

甲醛是一种常见的挥发性有机物（VOC）,当其浓度达到一定水平时,会对人体健康产生危害,如刺激眼和鼻黏膜、引起咽喉疼痛、咳嗽和气喘等。长期接触甲醛会对人体造成严重损害。为此,我们设计合成了一种荧光探针TF（4-肼基-1,8-萘基-1,2-苯并咪唑）,TF的肼基团可以识别甲醛,并通过与甲醛的羰基部分缩合形成腙的反应实现甲醛的检测。TF显示出较高的灵敏性和选择性。此外,为了直接检测气态的甲醛,我们利用TF制备了荧光试纸,探究其在甲醛定性检测中的应用,同时还探究了一种简易监测装置用于室内甲醛的定量测量。     

一种快速响应的线粒体靶向荧光探针用于检测活细胞和斑马鱼中的次氯酸盐

以香豆素为荧光团,设计并合成了一种线粒体靶向荧光探针Cou-Py,用于检测ClO^-。由于肟基在激发态的C=N异构化,Cou-Py表现出非常微弱的荧光,能够实现ClO^-促发的脱氧反应,在5 s内实现荧光恢复。此外,Cou-Py对ClO^-表现出高的选择性和低的检测限（6.87 nmol·L^-1）。重要的是,Cou-Py已成功用于检测MCF-7细胞线粒体和斑马鱼幼虫中的ClO^-。     

基于香豆素荧光团的新型极性检测荧光探针的开发及其成像应用

极性是生物微环境的重要参数之一, 在很大程度上, 生物体内许多生命活动都受到极性变化的影响, 本工作通过改变香豆素母体上的推-拉电子基团, 设计并合成了一种具有较大斯托克斯位移的新型极性荧光探针COM-PO, 该探针的荧光强度和波长会随着测试体系的极性变化而发生改变. 当极性增加时, COM-PO的激发态能量会通过偶极-偶极的相互作用散失在溶剂中, 荧光发射强度降低, 而在低极性溶剂中荧光发射强度增强, 利用这种特性实现了对极性的检测. 本工作通过荧光光谱、荧光成像实验表明COM-PO能够在样品中实现极性检测, 该探针有望实现与极性相关的疾病的早期诊断.     

点击功能化的叶酸受体靶向荧光纳米探针用于肿瘤细胞成像

采用点击化学偶联法对荧光二氧化硅纳米粒子表面进行叶酸功能化修饰,构建了一种叶酸受体靶向的荧光纳米探针,并成功用于肿瘤细胞的成像研究.首先通过St?ber法制备包裹钌联吡啶的荧光二氧化硅纳米粒子(RSiNPs),然后利用叠氮化硅烷偶联剂(Az-PTES)的水解反应在其表面引入叠氮基团,最后通过点击化学反应将炔丙基叶酸衍生物偶联到粒子表面.利用红外光谱对其偶联前后的叠氮基特征峰(2105 cm-1)进行表征,证实了叶酸功能化的荧光纳米探针(RSiNPs-Folate)已被成功制备.在生理pH条件下,以458 nm为激发波长,RSiNPs-Folate在601 nm处发射较强的红色荧光,且光稳定性较好.细胞成像结果表明,这种叶酸受体靶向的荧光纳米探针能够有效地标记叶酸受体呈阳性的人宫颈癌细胞(HeLa),而叶酸受体呈阴性的人肺癌细胞(A549)未观察到明显的荧光.叶酸竞争性结合实验证明了这种叶酸受体介导的肿瘤细胞成像机制.此探针能够实现混合细胞体系中HeLa细胞的选择性识别与荧光成像.与酰胺化反应偶联叶酸相比,这种点击功能化的纳米探针的合成方法简单、反应条件温和、产率高,可用于不同肿瘤细胞的荧光标记与成像.     

一种新型快速检测半胱氨酸的荧光探针EI北大核心CSCD

基于三苯胺母体的强供电子能力,设计合成了一种共轭性良好的新型半胱氨酸(Cys)荧光探针。采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了目标探针T-Probe对半胱氨酸(Cys)的光谱响应。结果表明:目标探针分子与Cys作用后,荧光发射波长有约20 nm红移,荧光强度发生明显的增强,在365 nm紫外灯下,溶液由青色变为蓝色;探针分子选择性识别Cys的检测限为98.4 nmol/L,且灵敏度较高。     

用于检测过硼酸根离子的新型比值式荧光探针

设计合成了一种基于过硼酸根(BO!3)催化酯键水解机理的新型比值式荧光探针。此探针在pH=7.4的生理环境下,在BO!3的存在时,其荧光发射光谱由419 nm红移至552 nm。利用这一特性,采用此荧光探针对BO!3进行定量检测,检测的线性响应范围为0.1~4.0 mmol/L,检出限为7.8μmol/L。且对常见阴离子及氧化性试剂有较好的选择性。通过对响应前后分子的能级计算,解释了分子内电荷转移机理(ICT)导致的光谱红移现象。     

基于磺酸酯的荧光探针用于活细胞内过氧化氢的成像检测

基于过氧化氢（H2O2）特异性催化水解磺酸酯,设计合成了新型绿色荧光探针：荧光素二磺酸酯（FS—1）和二氯荧光素二磺酸酯（FS-2）两种螺环内酯型化合物,用于活细胞内过氧化氢的检测．探针结构由元素分析、IR、^1H NMR及^13C NMR表征．实验表明：探针FS-1和FS-2在模拟生物体系中检测过氧化氢具有良好的选择性和灵敏度,且线性范围较宽．细胞成像显示：探针FS-1和FS-2用于PMA刺激或外加不同浓度H2O2孵育的小鼠腹膜巨噬细胞均呈现明亮的绿色荧光,且能对细胞内H2O2微摩尔级浓度变化产生响应,证明两探针均具有良好的膜渗透性、高的选择性及良好的灵敏度．该方法的建立对研究生物体内H2O2的产生,H2O2导致的各种疾病机制及H2O2介导的信号转导途径具有重要的理论及实际意义．     

纳米荧光探针用于核酸分子的检测及成像研究

核酸,包括脱氧核糖核酸和核糖核酸,在生物的生长、发育、突变、炎症、癌症等正常或异常的生命活动中发挥着重要的作用,它们的异常表达与多种疾病的发生、发展也密切相关.因此,发展准确、有效的方法实现核酸分子的检测,对深入探究核酸的功能调控以及相关疾病的早期检测与治疗都具有重要的意义.荧光检测法与荧光成像技术具有灵敏度高、时空分辨率高等优点,为实时、准确的检测核酸分子提供了有力的工具.本文着重综述了近年来发展的纳米荧光探针用于疾病相关核酸分子的检测与细胞和活体成像工作的研究进展,最后提出了进一步构建新型纳米荧光探针用于核酸检测面临的挑战、未来发展方向与展望.     

用于检测铁(Ⅲ)离子的新型共轭聚合物荧光探针

以1,10-邻菲咯啉为原料合成了1,10-菲咯啉-5,6-二酮,并进一步与对苯二胺通过席夫碱反应合成共轭聚合物荧光探针。通过核磁共振、红外光谱、黏度等对聚合物进行表征,通过紫外吸收与荧光发射光谱研究了此聚合物对金属离子的识别性和敏感性。对1,10-邻菲咯啉与聚合物探针配位Fe3+前后的吸收光谱、荧光光谱以及红外光谱进行对比研究。实验结果表明:在聚合物溶液中,加入Fe3+后溶液由无色变为浅红棕色,可实现肉眼识别检测Fe3+,而紫外吸收和发射光谱的变化表明此聚合物荧光探针对Fe3+具有较好的选择性和灵敏性;其对加入的Fe3+能瞬间响应(1 s),完全响应时间为30 min,对Fe3+的线性检测范围为0~12.5μmol/L,检出限为2.72μmol/L。Fe3+对探针的猝灭常数为1.52×104L/mol。通过分析聚合物荧光探针与Fe3+的作用机理,绘制出聚合物荧光探针与Fe3+作用后的结构示意图。     

用于谷胱甘肽检测的新型罗丹明衍生物荧光探针EI北大核心CSCD

合成了一种反应型近红外荧光探针N-Rh-GSH,该探针以罗丹明衍生物为荧光母体,通过与谷胱甘肽(GSH)作用触发螺环的开关来实现信号的响应,其开环释放的荧光产物具有760 nm的近红外发射波长。细胞实验表明,该探针可实现对活细胞中GSH的成像。     

用于肿瘤成像的半乳糖/酞菁近红外荧光探针

本文首次报道半乳糖酞菁近红外荧光探针在肿瘤成像方面的应用。以酞菁为荧光发射基团,其在近红外区域有较高的量子产量和光学稳定性,可以解决探针的近红外光学特性;通过半乳糖对酞菁的修饰能够改善探针的溶解性和生物相容性,而且利用半乳糖的肿瘤靶向功能可以提高探针肿瘤主动靶向成像效果。结果表明它对恶性肿瘤具有高特异性结合和高灵敏度的分子探针体系,提高近红外光学分子成像效果。     

用于细胞核成像的2,7-BHVC双光子荧光探针

分别合成了2,7-双(1-羟乙基-4-乙烯基吡啶) 咔唑碘盐(2,7-BHVC)与3,6-BHVC, 进行了荧光性能和细胞核成像测试, 结果表明, 2,7位的Ф×δ是3,6位的2.8~3.6倍, 染色实验也证实了2,7-BHVC有特定成像细胞核的能力.