硫化氫熒光探針的制備及其在生物醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用.pdf

1、硫化氫(H2S)以其刺激性氣味和有害性質(zhì)而聞名，是一種重要的內(nèi)源性氣體遞質(zhì)。H2S，一氧化氮和一氧化碳并稱為生物學(xué)中三種氣態(tài)介質(zhì)分子。H2S在體內(nèi)的含量，與不同的生理過程相關(guān)。例如:H2S可參與血紅蛋白改變，能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)多種酶，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行調(diào)節(jié)，舒張血管平滑肌，保護(hù)胃黏膜，減小壓力的作用?？墒牵矬w內(nèi)H2S失調(diào)則會(huì)導(dǎo)致機(jī)體嚴(yán)重?fù)p傷，比如老年癡呆癥，唐氏綜合征，糖尿病，肝硬化等。所以實(shí)現(xiàn)生物體內(nèi)H2S的檢測(cè)具有十分重要的生物學(xué)意義。在

2、檢測(cè)H2S的技術(shù)手段中，熒光探針具有選擇性好、靈敏度高、對(duì)生物樣品損傷小、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，而普遍應(yīng)用于檢測(cè)生物體的H2S。本文結(jié)合H2S探針研究性狀，設(shè)計(jì)合成了不同機(jī)理的H2S熒光探針，并進(jìn)行了深入的研究。
　　(1)以BODIPY作為熒光平臺(tái)，設(shè)計(jì)合成了BH-HS探針。BH-HS探針是第一個(gè)以TICT機(jī)理合成的，熒光信號(hào)增強(qiáng)的探針。H2S的加入，使TICT機(jī)理受到抑制，探針在535 nm處表現(xiàn)出很強(qiáng)的熒光。該探針有很多優(yōu)點(diǎn)

3、，如響應(yīng)時(shí)間很短、細(xì)胞毒性小、較好的選擇性、抗其他分子干擾能力強(qiáng)等。另外，用肉眼就能夠觀察到溶液顏色的變化，伴隨著紫外燈下也可以觀察到探針熒光顏色的變化，是一種能夠進(jìn)行生色傳感的熒光探針。對(duì)探針進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)成像，結(jié)果顯示，該探針具有優(yōu)異的細(xì)胞滲透性，可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)源性和外源性的H2S進(jìn)行檢測(cè)。
　　(2)根據(jù)分子內(nèi)親核取代反應(yīng)和ESIPT機(jī)制，以苯并噻唑?yàn)槠脚_(tái)，開發(fā)了基于ESIPT機(jī)理的具有大的熒光信號(hào)增強(qiáng)的H2S熒光探針。向ESIP

4、T-HS中添加H2S引起462 nm處熒光信號(hào)大的加強(qiáng)，因?yàn)橛蒆2S觸發(fā)探針的熒光，并釋放具有更強(qiáng)的ESIPT態(tài)發(fā)射的化合物HBT的藍(lán)色熒光。該探針顯示出良好的性質(zhì)，例如大的熒光增強(qiáng)信號(hào)，大的斯托克斯位移，良好的選擇性和低的細(xì)胞毒性。熒光成像顯示ESIPT-HS是膜滲透性的，并且適合于在活細(xì)胞中觀察外源性和內(nèi)源性的H2S。
　　(3) H2S作為信號(hào)分子，在人體的許多生物過程中起關(guān)鍵作用。在細(xì)胞器水平，需要研究工具來解釋線粒體中H

5、2S的復(fù)雜的生理作用。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，以萘酰亞胺為熒光平臺(tái)，根據(jù)ICT機(jī)理開發(fā)了一個(gè)快速響應(yīng)和線粒體靶向的雙光子熒光H2S探針(MT-HS)，該探針具有大的熒光信號(hào)增強(qiáng)倍數(shù)（40倍熒光增強(qiáng)）。向MT-HS中加入H2S后，在540 nm附近的熒光信號(hào)顯著增強(qiáng)。該探針可以在活細(xì)胞中對(duì)外源性和內(nèi)源性H2S成像，探針具有線粒體靶向性，并且與Mitochondriat-Tracker具有高的共定位系數(shù)。重要的是，探針可以檢測(cè)線粒體中H2S引起的