基于长波长检测生物活性硫/活性氧荧光探针的构建及应用研究

发布时间：2021-04-01 12:42

　　生物活性小分子在维持生物系统氧化还原状态中发挥着重要的作用,它们与许多疾病的病理密切相关。小分子生物硫醇半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）是重要的生物活性硫标志物。当Cys缺乏时会导致生长发育迟缓、头发脱色等症状的出现。Hcy浓度的异常是心血管疾病、阿尔茨海默症等疾病的危险因素。GSH浓度的异常与艾滋病、癌症等疾病有关。次氯酸（HOCl）是活性氧物种中重要的内源性生物活性氧小分子,HOCl浓度的异常可能会导致心血管疾病、癌症等疾病的发生。因此,检测生物活性小分子对其在生物系统中的生成、功能以及代谢有着重大意义,同时也能促进对相关疾病的早期诊断、干预和治疗。近年来,荧光探针与荧光成像技术对生物体内小分子化合物的检测与成像得到广泛的应用。但是,已报道的系列探针依然存在发射波长短、灵敏度不够、水溶性差等不足,这限制了它们在细胞和生物活体成像中的应用。因此,我们需要开发出长波长、高灵敏度、水溶性好等优点的探针,期望其能检测生物系统中的生物活性小分子。在第二章中,我们选择在菁染料的meso位引入2-巯基-4,6-二甲氧基嘧啶设计合成了新型的荧光探针Cy-S-Py。该探... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

探针P6选择性检测RSH示意图

第一章绪论5图1-5探针P5特异性检测Cys示意图1.3.2基于磺酰酯及磺酰胺键断裂反应构建的荧光探针2005年，Maeda课题组首次报道了基于磺酰酯键断裂反应构建的荧光探针P6，用于检测巯基化合物[20]。如图1-6所示，当探针P6与巯基化合物反应时，探针分子中的2,4-二硝基苯磺酰酯键被断裂，位于560nm处的荧光发射峰逐渐增强。研究表明探针P6可以用于检测硫醇，同时也为胆碱酯酶抑制剂的开发提供了一种简单可靠的荧光检测方法。图1-6探针P6选择性检测RSH示意图2007年，Bouffard课题组首次报道了基于磺酰胺键断裂反应构建的荧光探针P7用于检测巯基化合物[21]。如图1-7所示，当探针P7与巯基化合物反应时，探针分子中的2,4-二硝基苯磺酰胺键断裂，释放苯胺供体从而增加了荧光团的推拉效应，探针的紫外最大吸收峰跟荧光最大发射峰均发生红移，荧光量子产率增加。此外，该探针能够检测细胞中的硫醇浓度，并在活体成像方面具有很大的应用潜力。图1-7探针P7选择性检测RSH示意图

第一章绪论11的动力学速率，这是因为探针P19与Cys形成的7-元杂环在动力学上要比与Hcy形成的8-元杂环更快。此外，该探针能够穿透细胞膜用于检测活细胞中Cys，这对研究生物系统中Cys具有重要的意义。图1-17探针P19特异性检测Cys示意图2017年，阴彩霞课题组报道了一例基于香豆素衍生物构建的双位点荧光探针P20，用于特异性的检测Cys[34]。如图1-18所示，当探针P20与Cys反应时，探针的紫外最大吸收峰从465nm蓝移至450nm。在463nm激发下，位于514nm处的荧光发射峰逐渐增强，荧光强度增强了约130倍。该探针对Cys和SO2具有明显的双通道荧光发射，已成功应用于A549细胞和斑马鱼成像。NOOOOOONOOHSO3HNOOOOSHOOCNH2SO32-CysNEM/H2O2P20图1-18探针P20特异性检测Cys示意图1.3.6基于醛基的环化反应构建的荧光探针2004年，Strongin课题组首次报道了基于醛基的环化反应构建的荧光探针P21，用于选择性的检测Cys/Hcy[35]。如图1-19所示，当探针P21与Cys/Hcy反应生成噻唑烷/噻嗪烷衍生物时，探针的紫外最大吸收峰从480nm红移至500nm，位于525nm处出


本文编号：3113354