有机小分子谷胱甘肽荧光探针研究进展

荧光探针是一种会对pH、温度、特定的物质产生荧光响应的分子。荧光探针由3个基本单元：荧光基团、连接体和识别基团组成。荧光基团具有讯号传递功能,能直接影响到探针对检测对象的敏感性。识别基因作为一种具有特定或识别作用的结构,其特征在于其高度的选择性和特异性。连接体就是在荧光基团和识别基团之间起到衔接的作用。谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸构成的三肽类物质。它在抗HIV、抗过敏、保护巯基酶的活性以及抗氧化和维持体内血红球蛋白表面细胞膜的结构稳定性等方面有着重要作用,并且它还可以用作食品添加剂,广泛应用于环境监测。基于此,开发以谷胱甘肽为被测物质的多功能或多通道的荧光探针分子就成了一项具有挑战性的新任务。主要叙述了基于谷胱甘肽的荧光探针的设计合成和使用方面的最新进展。     

检测β-半乳糖苷酶荧光探针的研究进展

β-半乳糖苷酶(β-Gal)是重要的水解酶之一,与多种疾病的发生发展有关,是细胞衰老的重要生物标志物,生物体中β-Gal的荧光成像对于生物学研究具有重要意义。近年来,荧光探针因其光毒性低、生物分子自发荧光干扰小、光散射低、组织穿透能力强、稳定性好,可以实现活体动物肿瘤组织成像等优点成为检测体内小分子物质的新型手段。如今已发展了大量的识别生物体系内β-Gal的荧光探针,这些探针可以可视化的监测体内β-Gal的生物活性。本文对目前检测β-Gal的荧光探针的研究进展进行了综述,对将来β-Gal识别荧光探针的研究方向进行了展望。     

用于检测次氯酸的线粒体靶向荧光探针研究进展

次氯酸是一种来源于线粒体的活性氧，在各种生理和病理过程中起着重要的作用。但是，当细胞中的HOCl浓度超过正常值时范围，它会导致机体损伤和一系列疾病。因此，近年来开发设计了一系列能实时识别和监测线粒体中的次氯酸水平的荧光探针，这有助于更好地了解生物体健康状况和HOCl起到的生理作用和病理过程。主要介绍了近几年HOCl荧光探针的应用和发展，根据靶向线粒的基团类别，分别介绍了三苯基膦类荧光探针，半花菁类荧光探针，氟硼吡咯类荧光探针。     

基于香豆素衍生物的锌离子荧光探针作用机理的理论研究

荧光探针是一类能够检测环境和生物体中金属离子或化学物质的分子,在医学诊疗和环境监测中都有着广泛的应用。本文采用量子力学中的密度泛函理论(DFT)及含时密度泛函理论(TD-DFT)计算方法,对两种基于香豆素衍生物的荧光探针分子(ZC-F4和ZC-F7)进行研究。该类荧光探针分子以三联吡啶为识别基团,以香豆素衍生物为发光基团,可用于对Zn~(2+)离子的检测。通过优化探针分子的空间结构,分析电子云能级排布和吸收光谱等性质,我们从微观角度进一步揭示了分子几何结构与探针识别特性的关系,阐明了基于香豆素衍生物的锌离子荧光探针的作用机理。并通过比较计算结果与实验测定数据,进一步验证了实验的合理性和科学性,为实验工作者设计新型探针提供了有效理解和帮助。     

一种适用于检测水相中肼的荧光探针研究

肼是一种重要的化工原料,具有广泛的用途。肼的毒性对环境和生物体具有重要影响,然而能够检测水相中肼的荧光探针非常有限。设计合成了一种新的反应型荧光探针,通过核磁共振和高分辨质谱对中间产物和探针分子进行了结构表征。研究发现探针能够特异性的检测水相中的肼,具有较高的灵敏度和强抗干扰能力。通过荧光光谱和理论计算相结合,探究了探针的检测机理和发光性质。研究发现探针分子与肼接触,发生肼解反应,导致荧光团恢复激发态分子内质子转移(ESIPT)发光,从而实现对肼的特异性检测。     

氧杂蒽类荧光探针识别性能研究进展

氧杂蒽结构是一类重要的荧光发色团，作为构建荧光探针的平台，受到了研究者的广泛关注。识别机制基于环的开关来实现荧光信号的有无。氧杂蒽类探针的研究从最初的离子识别到生物小分子识别、医学诊疗等方面，都取得了很大的进展。综述了近年来氧杂蒽类荧光探针的识别性能，对探针的设计思路及识别机制进行了总结。     

反应激活型酶荧光探针的研究进展

酶在维持生物体内稳态与生命活动的正常运行方面发挥着举足轻重的作用。某些特定酶含量及活性的异常与人类重大疾病的发生与发展密切相关。因此,生物体内特定酶的实时原位检测及可视化成像具有重要的意义。化学荧光探针具有选择性好、灵敏度高及高时空分辨率可视化成像等优点,近年来研究者设计合成了大量的可用于生物体系内酶识别与可视化成像的荧光探针。目前识别酶的荧光探针主要有两类:(1)基于酶对荧光探针分子中酶抑制剂基团的识别引起探针荧光信号的变化;(2)基于酶对荧光探针特异性催化反应来实现识别前后荧光信号的激活,称为反应激活型酶荧光探针。对反应激活型酶荧光探针的设计策略及4种重大疾病相关的生物标志酶(单胺氧化酶、β-半乳糖苷酶、硝基还原酶、γ-谷氨酰转肽酶)的识别可视化荧光探针研究进展进行了综述,对未来酶识别荧光探针的研究方向进行了展望。     

识别细胞内金属离子的有机荧光探针研究进展

金属离子广泛存在于组织细胞和体液中,在人体的生理和病理中发挥着十分重要的作用。金属离子的浓度必须精确控制在一定的范围内,某些离子浓度的微弱变化都将引发人体的疾病。由于细胞是生命活动的基本单位,因此研究各种金属离子对生物体的影响,通过对活体细胞内金属离子的荧光显微成像进行细胞内离子的可视化定量和定性分析引起了人们的极大关注。就近年来人们对识别细胞内金属离子的有机荧光探针与细胞成像研究领域的进展进行了评述。     

反应激活型酶荧光探针的研究进展

酶在维持生物体内稳态与生命活动的正常运行方面发挥着举足轻重的作用。某些特定酶含量及活性的异常与人类重大疾病的发生与发展密切相关。因此,生物体内特定酶的实时原位检测及可视化成像具有重要的意义。化学荧光探针具有选择性好、灵敏度高及高时空分辨率可视化成像等优点,近年来研究者设计合成了大量的可用于生物体系内酶识别与可视化成像的荧光探针。目前识别酶的荧光探针主要有两类：（1）基于酶对荧光探针分子中酶抑制剂基团的识别引起探针荧光信号的变化;（2）基于酶对荧光探针特异性催化反应来实现识别前后荧光信号的激活,称为反应激活型酶荧光探针。对反应激活型酶荧光探针的设计策略及4种重大疾病相关的生物标志酶（单胺氧化酶、β-半乳糖苷酶、硝基还原酶、γ-谷氨酰转肽酶）的识别可视化荧光探针研究进展进行了综述,对未来酶识别荧光探针的研究方向进行了展望。     

3-苯甲酰香豆素的合成及对谷氨酸和多肽的检测

以水杨醛和苯甲酰乙酸乙酯为原料,哌啶作催化剂,利用Knoevenagel反应合成了3-苯甲酰基香豆素,为该类化合物的合成提供了一种新的方法。与常规方法相比,利用此反应可以得到较高产率的3-取代香豆素,并且该反应反应条件温和,反应时间较短,产物后处理简单。3-苯甲酰基香豆素可以作为荧光探针对谷氨酸和谷胱甘肽进行检测,研究结果表明,3-苯甲酰基香豆素与谷氨酸和谷胱甘肽作用后,发生了明显的荧光减弱现象和荧光红移现象,这对于识别谷氨酸和谷胱甘肽具有很好的使用价值。     

Hg2+探针的合成、光谱性能及生物应用研究

设计合成并表征了一种罗丹明类Hg~(2+)探针,对其识别性能进行了研究。检测了探针的紫外吸收光谱及荧光发射光谱,结果表明探针对Hg~(2+)具有较好选择性和灵敏度。探针与Hg~(2+)结合后,观察到吸光度、荧光信号及溶液颜色都发生改变。通过Job′s曲线研究发现Hg~(2+)和探针配合的计量比为1∶1。理论计算表明,探针结构中的S原子和羰基O原子与Hg~(2+)进行配位,诱导内酰胺环打开。将10μmol/L的探针作用于细胞时,存活率约为90%。10μmol/L探针在细胞中几乎无荧光,与Hg~(2+)孵育后可观察到细胞内的荧光明显增强,探针具有很好的细胞膜通透性。在小鼠腹腔内注射探针(400μL×400μmol/L),拍照未发现荧光,在同一位置注射Hg~(2+)后,捕获到明显荧光信号。结果表明,探针具有优良的性能,在生物体染色和标记以及疾病的早期诊断方面都具有潜在的应用价值。     

含四苯乙烯基团荧光探针的性质及研究进展

四苯乙烯由于其结构简单且易修饰,光学性能优异等特点,在荧光探针传感器的研究方面具有重要的作用.本文简要介绍了含四苯乙烯单元的对阳离子、阴离子以及氨基酸等有识别作用的荧光探针方面的研究,并对新型四苯乙烯荧光探针做出展望.     

重金属离子荧光探针的应用及研究进展

荧光探针因具有高灵敏度、高选择性、使用便捷、成本低廉、样品不需要预处理等优点而备受关注,如今已成为一种重要的荧光传感分析方法。对荧光探针的识别机理、各种荧光探针分子在离子检测方面的应用作了简要介绍。介绍了卟啉类、罗丹明类、萘酰亚胺类、喹啉类、香豆素类和荧光纳米材料类等不同类型的荧光探针在重金属离子检测领域的研究与应用情况;阐述了重金属离子荧光探针的研究方向和前景,对其未来的发展趋势作了进一步的展望。     

苯并咪唑类荧光探针的合成及离子选择性研究

以2-氨基苯并咪唑和邻羟基萘甲醛为原料合成了苯并咪唑席夫碱类荧光探针,并利用红外光谱和核磁氢谱对其结构进行了表征,通过荧光光谱研究了探针对不同金属离子的识别作用。结果表明:Zn~(2+)离子的加入不仅使探针荧光强度显著增强,而且溶液荧光颜色由弱黄色变为强绿色,说明探针对Zn~(2+)离子具有专一识别能力。同时,干扰实验表明探针对Zn~(2+)离子的识别具有良好的抗干扰能力。     

氟离子荧光探针的研究进展

氟离子是电负性最强、离子半径最小的阴离子,是一个强路易斯碱,在化学、生物学、医学和军事等方面都具有重要作用。适量的氟化物摄入人体可以预防龋齿、治疗骨质疏松症,但是过量的摄入会导致氟斑牙、氟骨症、尿石症以及癌症等疾病,因此氟离子的识别与检测具有重要意义。化学荧光探针具有选择性好、灵敏度高、方便快捷、成本低廉等优点,近年来化学研究者设计合成了大量的氟离子荧光探针。根据识别机理不同,氟离子荧光探针主要划分为3种:氢键型、路易斯酸受体型、氢键和路易斯酸混合型。综述了近年来不同类型的氟离子荧光探针的研究进展,总结了氢键型和路易斯酸型氟离子荧光探针的优缺点,对未来氟离子荧光探针的研究方向进行了展望。     

马来酰亚胺荧光探针及其在硫醇检测中的研究进展

半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)等生物硫醇分子在维持生命体系的稳定中具有至关重要的作用。因此,对其进行精准快速地检测具有重要意义。马来酰亚胺类荧光探针因具有快速且高选择性的检测生物硫醇分子的性能,已经成为一种检测以上硫醇分子的重要手段,其研究近年来已取得了较大的进展。根据马来酰亚胺类荧光探针设计的多样性,主要对N-取代基马来酰亚胺、双马来酰亚胺和溴代马来酰亚胺类荧光探针的研究现状及在生物硫醇检测中的应用进行了介绍。     

有机pH荧光探针研究进展

细胞内p H在许多细胞生物学过程中发挥着至关重要的作用,异常的p H变化会导致细胞功能紊乱、生长和分裂的突变,还可能引发癌症和阿尔茨海默综合症等疾病。因此,研究细胞内p H的变化具有非常重要的理论和实践意义。荧光分析法具有操作简便、灵敏度高、选择性好、实时检测以及对生物体损伤小等优点而得到了广泛地研究和应用。双光子荧光探针技术相对于单光子荧光技术具有长波吸收、短波发射、高度的三维空间选择性、大的穿透深度、避免荧光漂白和光致毒以及降低组织自发荧光干扰等特点,在生命科学领域显示出了广阔的应用前景。介绍了有机单光子和双光子p H荧光探针的研究现状,同时对有机p H荧光探针未来的发展趋势进行了展望。     

用于环境中Cu~(2+)检测罗丹明类荧光探针设计及识别机理研究进展

铜离子是人体中不可缺少的微量元素,过量的Cu~(2+)会对人造成严重的器官损伤乃至死亡,因而Cu~(2+)检测对人类安全具有重要意义。本文针对罗丹明类荧光探针在环境检测、化学分析、生命科学以及相关领域的实际应用,重点介绍了近几年来用于检测重金属Cu~(2+)的罗丹明荧光探针的进展,分析了荧光探针的设计及对Cu~(2+)的识别机理,指出了该类荧光探针的研究现状并展望了该研究领域未来的发展方向和应用前景。     

铜离子荧光分子探针

铜离子是一种广泛存在于生物体和环境的金属离子,但其含量过高对生物体和环境是有害的因此对其检测具有非常重要的意义。目前,对铜离子的检测有很多种方法,而荧光光谱法有选择性好、灵敏度高、响应时间短等优点而受到了越来越多人的关注。本文主要介绍几种常见的铜离子荧光分子探针。     

6-苯并咪唑基-1-O-3-N,N-三乙酸甲酯基-3-氨基苯酚的合成及荧光性能研究

以苯乙烯类发色团苯并咪唑作为荧光发色团,以苯胺类受体作为识别基团,设计在识别基团中的氮、氧原子上引入三个识别位点乙酸根负离子,合成得到一种苯胺受体类新型荧光探针6-苯并咪唑基-1-O-3-N,N-三乙酸甲酯基-3-氨基苯酚,进行了水体系中探针荧光性能及金属离子识别性能的研究。研究表明,多识别位点的探针结构能够有效结合金属离子,对Zn~(2+)、Cu~(2+)和Hg~(2+)表现出不同幅度的荧光减弱型识别。