小分子生物硫醇荧光探针研究进展

作者:盛铭浩 刊名:山东工业技术 上传者:覃文军

【摘要】在荧光探针近年来快速发展的背景下,生物硫醇检测也成为许多学者研究的内容。尤其人类生理活动中如Cys或Hcy小分子生物硫醇都将发挥重要作用,要求在实际研究过程中注重对小分子荧光探针从应用、设计等各方面进行分析。本文主要对关于巯基与荧光探针反应的研究以及关于生物硫醇检测中氨基双官能团的作用研究进行探析。

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281 意工案捷术 小分子生物硫醇荧光探针研究进展 盛铭浩 (河北大学 ,河北 保定 071002) 摘 要:在荧光探针近年来快速发展的背景下,生物硫醇检测也成为许多学者研究的内容。尤其人类生理活动中如 cys或 Hcy小分子生物硫醇 都将发挥重要作用,要求在实际研究过程中注重对小分子荧光探针从应用、设计等各方面进行分析。本文主要对关于巯基与荧光探针反应的研 究以及关于生物硫醇检测中氨基双官能团的作用研究进行探析。 关键词:生物硫醇 :小分子 :荧光探针 :研究 0 前言 传统进行生物硫醇检测过程中采用的多为电化学检测方式,要求 利用较多的样品且局限在生物硫醇总量检测方面。对此在长期研究中 提出荧光分析方式,操作较为渐变且检测限较低 ,而在此基础上许多 学者提出硫醇检测的探针,其能够与生物硫醇发生反应,具体体现在 巯基与探针分 子的反应 以及包括氨基 官能团在 内的且与巯基 同探针 的 反应。相比之下 ,后者设计难度较大,所以相关的研究内容较少,但 二者对于探针设计以及具体应用等方面具有十分重要的意义。 1 关 于巯基 与探针发生反应 的研究 1.1 加成反应中的荧光探针 探针与硫醇分子发生反应的情况,在荧光探针设计的相关研究 方面首先 来源于 1790年 Kanadoka所 应用 的巯 基 ,将其与 马来 酰亚胺 进行反应以此设计化学剂量计,能够对硫醇进行检测。在此基础上 Youziele等又引入丹磺酰胺,将其与硫醇发生反应以此产生能够增强 荧光的探针,其能够对 HEK内硫醇进行检测。也有学者在荧光弹射 设计中利用香豆素,使季铵盐产生电子效应,这样再配合空间效应可 使弹射能够对 Cys做出响应,而且该探针对于小牛血清内Cys以及不 存 在 Cys的胰 岛素都可进行检测 ,荧 光信号也较为 明显 。除此 之外 , 在加成反应过程中进行探针设计时,也有学者利用荧光素以及硝基烯, 可使活细胞内硫醇得以检测。 1.2 取代反应下探针的设计 取代反应的发生主要针对巯基亲核而提出,在以往关于硫醇检测 的研究中不难发现,对 Cys或 Hcy等很难进行区分,使荧光探针的 设计面临较大的难题。对此有学者利用 HEPES缓冲溶液研究能够识 别 Cys的探针,其作用在于活细胞成像。再如许多研究中将荧光基团 选择 BODIPY,其主要考虑到巯基亲核特征,能够在取代反应下区分 Cys以及 Hys等,作用集中体现在使谷胱甘肽比例显示出来 】。 1.3 利用硫醇 与酯反应设计 荧光探 针 通过 研究发现 ,将荧光探针 的设计以双光子的形式 ,其 中识别基 团主要利用硫代碳酸酯 ,而在荧光团部分主要采用苯并芘喃,将硫醇 与硫酸盐溶液进行反应,发现荧光效果可以得到大幅度提高。而且在 进行双光子成像试验后,也发现这种设计方式的荧光探针能够对小白 鼠肝脏等进行深度检测,探针对小白鼠。肾脏与肝脏的检测作用极为明 显 。 1.4 利 用硒氦键 与巯 基反应设计荧 光探针 这种 设计方式主要考虑 到荧光与识别两个基 团中具有 明显 的 电子 转移现象 ,此时利用 PBS缓冲溶液进行探针的溶解,可判断荧光效果。 同时将溶 液中进行谷胱甘肽 的融入 ,此时发现在一定距离 内荧 光效果 在发射峰处表现极为明显。在实际应用于显微镜成像方面便可判断, 探针设计 中充分利用半胱氨酸与 谷胱 甘肽 ,能够将细胞组织 内硫 醇检 测 出来。 1.5 金属络合物反应下的荧光探针设计 由前文可知,巯基在特征上本身体现出明显的亲核性与还原性, 而除此之外其也能够同金属络合物进行配位,通过夺取反应物内的金 属可

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