荧光探针在半胱氨酸检测的应用

半胱氨酸(Cys)是三种生物硫醇之一,是20种天然氨基酸中唯一一种含还原性巯基的天然氨基酸,是组成细胞内多肽和蛋白质的基本氨基酸之一。其参与体内细胞的氧化还原调控,调节体内氧化还原平衡,维持机体正常代谢,在生理过程中发挥着至关重要的作用。然而体内的Cys浓度水平异常会引起一系列生理疾病,体内的Cys浓度作为几种疾病的生物标志物具有临床意义。因此有效地识别和检测半胱氨酸受到越来越多的研究者们的青睐。相较传统检测方法,荧光探针因其操作简单、灵敏度高、响应迅速和实时检测等优点,已被广泛用于检测生物硫醇。本文基于常见荧光团的结构性能特征,综述了近三年来检测Cys的荧光探针,重点概述了其传感机制,并对其生物应用进行了简要说明,展望了未来Cys探针的研究方向与应用前景。     

基于黄酮醇类半胱氨酸荧光探针的设计、合成及性能研究

以丹皮酚和糠醛为原料,黄酮醇为荧光团,丙烯酸酯为识别基团,设计并合成了一种黄酮醇类半胱氨酸荧光探针2-(2-呋喃基)-7-甲氧基色酮-3-丙烯酸酯(HFAC),采用核磁共振(¹H NMR、¹³C NMR)和高分辨质谱(HRMS-ESI)确证其结构。吸收光谱和发射光谱结果表明,探针HFAC对半胱氨酸(Cys)具有高效的检测识别能力。同时,荧光实验证实了探针HFAC是一种"关-开"型荧光探针,525 nm处的荧光强度与Cys浓度在20～400μmol/L范围内呈良好的线性关系,线性方程为y=0.4608x+3.994(R²=0.9987),检出限为37.9 nmol/L,并在365 nm紫外光下发出亮绿色荧光。A549细胞荧光成像实验表明,探针HFAC具有低毒性、良好的细胞膜通透性和生物相容性,具有快速检测细胞内/外源生物硫醇Cys的能力。     

特异性识别半胱氨酸荧光探针的合成及细胞成像研究

基于光诱导电子转移(PET)机制,利用Cys亲核性较强,能够与探针分子发生亲核取代反应,使丙烯酰基离去,使探针分子体系内PET过程失效,合成了一种特异性识别半胱氨酸的荧光探针。当向探针溶液分别加入多种测试物时,除与Cys结构类似的Hcy和GSH会引起探针溶液微弱的荧光变化外,其他氨基酸均不会引起探针溶液荧光强度的变化,该探针对Cys具有良好的选择性和灵敏度,可在生理条件下检测Cys,并且区分Hcy和GSH。同时,该探针成功实现了细胞内Cys的荧光成像,为在生物学及医学中的实际应用建立了一种特异性识别Cys的分析方法。     

基于苯并吡喃腈的激活型半胱氨酸荧光探针

设计并合成了基于苯并吡喃腈为母体单元的近红外激活型荧光探针(E)-2-(苯并吡喃腈基)乙烯基-5-(二乙氨基)丙烯酸苯酯(DCM-AC),其结构中的丙烯酰酯键作为氨基酸激活反应的响应基团。 研究结果表明,探针分子DCM-AC对半胱氨酸具有高灵敏、选择性光谱响应,不仅能观察到明显的颜色变化,而且探针在710 nm处的荧光发射强度显著增强,相应的荧光增强比值与半胱氨酸的浓度(1.0~8.0 μmol/L)呈现良好的线性关系。 探针DCM-AC对半胱氨酸的检出限为2.8×10^-7 mol/L,能选择性检测半胱氨酸区别于结构类似的高半胱氨酸和谷胱甘肽,且不受其它氨基酸物质干扰。 通过质谱、核磁和紫外吸收光谱研究了DCM-AC检测半胱氨酸的反应激活机理:半胱氨酸先通过巯基与DCM-AC上的丙烯酰酯双键发生亲核加成,然后环化脱除内酰胺环状化合物。     

基于联合荧光机制的激发态分子内质子转移荧光探针研究进展

荧光探针能够实现对分析物的快速检测,并因其优异的选择性、高灵敏度和操作简便等优点成为近年的研究热点.激发态分子内质子转移(ESIPT)是最基础的荧光设计策略之一,基于ESIPT原理设计的荧光探针具有发光强度高、Stokes位移大以及反应过程可逆等优点,但也存在对环境敏感、发射波段较短等不足.近年来,将ESIPT与其它荧...     

新型咔唑基半胱氨酸双光子荧光探针的合成及光学性能

以咔唑为母体，设计并合成了一种可检测半胱氨酸的新型双光子荧光探针（3），其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, HR-MS(ESI)和元素分析表征。采用UV-Vis和FL研究了3的光学性能。结果表明：半胱氨酸加量为0~50 eq.时，3的紫外最大吸收峰从365 nm蓝移至342 nm；在350 nm处出现一个等吸收点；在450 nm处的荧光强度增强约23倍。     

一种基于分子内电荷转移的亚硫酸氢盐比率测量荧光探针

2-甲基苯并噻唑与对苯二甲醛一步反应制得含有苯甲醛结构的半菁染料HCy,通过1H NMR与MS对目标染料HCy进行了表征。考察了HCy在水溶液及DMSO溶液中对HSO3-的识别性能以及不同环境对HCy光谱的影响,并测试了HCy对肝细胞(HL-7702)与肝癌细胞(Hep G2)的毒性。结果显示,荧光探针HCy对亚硫酸氢盐显示出优异的选择性及高灵敏度,在水溶液中及DMSO溶液中均可快速响应,适宜于作为HSO3-的比率测量荧光探针;此外,HCy对GSH有特异性响应,细胞实验表明,HCy具有优异的生物相容性。     

基于1,8-萘酰亚胺的半胱氨酸荧光探针的合成及在生物成像方面的应用

设计合成了一种用于检测半胱氨酸的新型荧光探针乙二醛(N-羟乙基-1,8-二甲酰亚胺-4-萘基)单腙(NAD),该荧光探针对半胱氨酸表现出较高的灵敏度和选择性.当半胱氨酸加入NAD溶液中,会形成分子内氢键,抑制C■N的异构化,导致荧光增强.此外,探针NAD可应用于细胞内半胱氨酸的检测,表明该类型探针在生物检测应用方面具有较大的潜力.     

基于分子内电荷转移的阴离子比率荧光分子探针

设计合成了一种基于4-甲基-1-羟基二苯甲酮对硝基苯腙的比色和比率荧光阴离子受体1。此类受体以羟基和腙单元为识别位点,以硝基苯基为信号报告基团。向受体1的DMSO溶液中加入AcO-、H2PO4-、F-后,溶液颜色由黄色变为紫红色,而加入所研究的其它阴离子则无变化,从而实现对AcO-、H2PO4-、F-这三种离子的裸眼识别。利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱考察了其与AcO-,H2PO4-,F-,Cl-,Br-,I-等阴离子的识别作用。1H NMR滴定为受体分子与阴离子之间氢键作用本质提供了有力证据。     

荧光分子探针在糖精钠检测中的应用

随着科技的发展和社会的进步,食品安全问题越来越受到关注。糖精钠作为一种食品添加剂,其非法添加事件时有发生,因此,有必要找到一种快速准确检测糖精钠的方法。荧光分子探针因具有灵敏度高、选择性好、响应时间短的优点,其在分析化学检测中的应用越来越广泛。本文设计并合成了一种含蒽荧光团的氮杂15-冠-5化合物,利用分子识别的原理,该目标化合物能够特异性识别溶液中的糖精钠,使溶液的荧光强度发生变化,具有肉眼可见、易于观察的特点,该方法为食品中糖精钠的快速检测提供了一种可行的手段。     

基于苯并噻唑的次氯酸荧光探针的合成及应用

该文以苯并噻唑衍生物和二氨基马来腈为原料,经醛胺缩合制备了一种高选择性的次氯酸(HClO)荧光探针(HADM)。探针HADM在活性氧和活性氮物种的干扰下能对HClO进行快速特异性识别(反应时间<3 s)且具有良好的pH稳定性,同时可以观察到明显的绿色荧光。在优化条件下,探针的荧光强度与HClO的浓度呈良好的线性关系,相关系数R²=0.9969,检测限为2.64×10^-6 mol/L。红外、核磁、质谱以及荧光光谱研究表明,HClO可氧化探针的HC=N键,生成了醛基化合物,发射绿色的荧光。此外,探针还成功应用于可裸眼识别的HClO试纸和复杂水样的加标回收实验。该探针制备简单、响应快、稳定性及特异性强,可作为实际应用中一种有效的次氯酸检测工具。     

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(H₂S)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H₂S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H₂S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(R²=0.99823).此外,当体系中存在30倍的H₂S时,在2≤pH≤6.5的范围内, L对pH变化显示线性关系(R²=0.98764),可用作pH探针.该探针在检测H₂S和30倍H₂S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。     

基于小分子的汞离子荧光探针

汞离子（Hg²⁺）作为一种极具生理毒性的化学物质,其检测方法在传感领域得到了广泛的研究。荧光探针由于具有高效灵敏、快速便捷检测等优点而成为Hg²⁺检测的重要手段之一。通过Hg²⁺与探针特征的结合位点作用,引起其光物理性质的变化,从而实现对Hg²⁺的高选择性识别。本文综述了近年来小分子Hg²⁺荧光探针的研究进展。文中着重总结了Hg²⁺荧光探针分子的设计原理、检测机制及应用方法;评述了这些化合物的结构和检测性能之间的关系;最后展望了Hg²⁺荧光探针的研究和发展方向。     

一氧化氮荧光分子探针

一氧化氮（NO）在生物体中扮演重要的角色,对其选择性识别引起了人们极大的兴趣。本文综述了两类NO荧光分子探针的研究进展,即含金属离子的NO荧光分子探针：如Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、 Ru(Ⅱ)、Rh(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)配合物作为荧光打开的NO分子探针;邻苯二胺类荧光分子探针：如2,3-二氨基萘（DAN）、二氨基荧光素衍生物（DAFs）、二氨基罗丹明衍生物（DARs）、硼二吡咯甲基衍生物（BODIPY）和三碳菁衍生物（DAC）等。     

基于激发态分子内质子转移的新一代荧光探针

对被誉为多参数、多功能的第二代荧光探针3-羟基黄酮类衍生物的光物理特性及其在微环境极性、微相变和相分离、膜电位测定等方面的实际应用做了比较详尽的介绍.     

蛋白质分子荧光探针研究及其应用新进展

人体中多达10万种以上的蛋白质结构,功能千差万别,形成了生命的多样性和复杂性。在分子水平上分析和识别蛋白质对生命科学研究具有重要的理论和实践意义。本文综述了各种蛋白质分子荧光探针在蛋白质分析方面的应用,并展望了此类荧光探针的发展趋势和应用前景。引用文献60篇。     

一种基于苯并噻唑衍生物的高选择性比率型高半胱氨酸荧光探针及生物成像（英文）

高半胱氨酸(Hcy)被认为是血管和肾脏疾病的危险因素.因此,开发Hcy特异性荧光探针,特别是比率荧光探针具有重要的意义.基于邻羟基醛基化的苯并噻唑,合成了一种用于Hcy高选择性检测的比率荧光探针3-(苯并噻唑-2-基)-2-羟基-5-甲基苯甲醛(BA).相对于其他测试物种(包括半胱氨酸和谷胱甘肽),该探针BA对Hcy表现性出良好的选择性.探针BA自身显示出绿色荧光(544 nm),将Hcy加入到探针溶液中后,反应体系表现出蓝色荧光(478 nm).在0～1.0mmol/L浓度范围内,荧光发射强度比值(I_478nm/I_544nm)与Hcy呈现良好的线性关系,检测限为1.6mmol/L.该探针BA毒性低,渗透性好,能够用于细胞中的Hcy比率荧光成像,显示其在生物体系中潜在的应用.另外,通过核磁、质谱实验和密度泛函理论计算验证了探针对Hcy的识别机理.     

荧光染料探针分子对变异细胞的识别

介绍了变异细胞的结构特征、细胞识别与荧光标记技术以及荧光染料探针分子标记细胞的方式。简述了荧光染料探针分子用于变异细胞组织的标记与识别的研究新进展。并针对目前荧光染料探针分子的应用现状,分析了未来的发展趋势,包括增强荧光染料探针分子与人体组织的相容性、靶向性,提高其灵敏度,降低毒性等的方法和途径。简述了固相合成分离技术用于探针分子的制备与纯化的优越性。     

一种基于分子内质子转移发色团的硫化氢荧光探针的合成及其生物成像研究

硫化氢在许多生理过程中扮演十分重要的角色,因此检测和成像生物体内的硫化氢具有十分重要的意义。该研究成功制备了一种基于分子内质子转移发色团的硫化氢荧光探针(DHCD)。在PBS-DMSO(磷酸盐-二甲基亚砜,99∶1,体积比,pH 7.45)缓冲溶液中,DHCD的荧光强度与NaHS的浓度在0～10μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.84μmol/L。该探针对硫化氢的响应具有较大的Stokes位移(～165 nm)、高灵敏度和选择性。此外,合成的探针拥有良好的细胞渗透性和低的毒性,可用于HeLa细胞中硫化氢的荧光成像,在生物分析中具有潜在应用价值。