基于苯硼酸酯基的過氧亞硝酸根熒光探針的構建及生物傳感研究.pdf

1、近年來，熒光探針技術由于其具有單分子檢測的高靈敏度、可開關、可視化和不破壞樣品等獨特的優(yōu)越性，已被廣泛應用于各種物質(zhì)組成分析、生命過程研究及醫(yī)療診斷等領域。尤其在生物活性離子、分子的定位示蹤及功能研究等方面發(fā)揮著巨大作用。目前，設計、合成能夠?qū)ι锘钚钥腕w產(chǎn)生特異性熒光響應的熒光探針，已經(jīng)成為化學家及生命科學家共同關注的前沿課題。熒光探針也日益成為生命科學領域研究的重要工具之一。
　　過氧亞硝酸根(ONOO-)作為一種生物體內(nèi)生的

2、高活性氧化劑，與多種疾病關系密切，其中包括阿爾茲海默病、癌癥、關節(jié)炎、自身免疫性疾病和炎癥性疾病等。然而，也有證據(jù)表明，ONOO-可以起到積極的作用，比如在通過硝化酪氨酸殘基實現(xiàn)信號傳導或在免疫反應中對抗入侵的病原體。因此，實時檢測其在生物細胞內(nèi)的分布及濃度變化對生物學及醫(yī)學研究具有重要的意義。ONOO-的分子熒光探針，由于其選擇性好、靈敏度高、操作簡單、實時檢測、樣品無破壞性等優(yōu)點，被認為是檢測和影像生物系統(tǒng)內(nèi)ONOO-的最有效工具。

3、然而，由于ONOO-短的半衰期、低的穩(wěn)態(tài)濃度，研發(fā)能夠?qū)NOO-具有良好選擇性且靈敏度較高的熒光探針已成為該領域的研究焦點。本工作設計并合成了一系列包含苯硼酸酯反應基團的ONOO-熒光探針，在模擬生理條件下以及活細胞內(nèi)實現(xiàn)了ONOO-的選擇性熒光檢測，研究內(nèi)容主要分為如下四部分:
　　1、基于3-氰基香豆素熒光團組裝策略，設計合成了一例熒光“off-on”型ONOO-熒光探針2-1。該探針本身是非熒光的，但能與ONOO-發(fā)生“加

4、成-重排-環(huán)化”連續(xù)反應，生成3-氰基香豆素熒光團，導致大的熒光“off-on”響應。而且，該探針對ONOO-熒光響應速度快、熒光信號變化明顯（強度在486nm處較識別前增強28倍）、靈敏度高（檢出限48nM）、選擇性高等優(yōu)點，已在RAW264.7巨噬細胞中實現(xiàn)了外源性和內(nèi)源性ONOO-的熒光成像。
　　2、基于3-苯并噻唑基香豆素熒光團組裝策略，進一步設計合成了一例熒光“off-on”型ONOO-熒光探針3-1。與探針2-1相比

5、，該探針對ONOO-的熒光響應具有更長的發(fā)射波長(波長為522nm)、更大的熒光增強倍數(shù)（較識別前增強155倍）和更高的靈敏度（檢出限為0.83nM）。該探針已成功應用于RAW264.7巨噬細胞中外源性和內(nèi)源性ONOO-的熒光成像，以及內(nèi)皮EA.hy926細胞內(nèi)氧糖剝奪(Oxygen and glucose deprivation，OGD)導致的內(nèi)源性ONOO-的熒光實時檢測。
　　3、本工作設計合成了一例基于ICT機理的比率型O

6、NOO-熒光探針4-1。該探針與ONOO-的反應能引起440nm和396nm兩處熒光強度的同時變化，熒光強度比值(I396/I440)較識別前增長12倍，且反應迅速。此外，該探針能有效排除其它ROS的干擾，具有較好的選擇性，已在活細胞水平實現(xiàn)了ONOO-的比率熒光成像。
　　4、基于激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(Exited-State Intramolecular Proton Transfer，ESIPT)型熒光染料具有大斯托克斯位移