用于识别细菌的有机荧光探针研究进展

细菌感染已经成为威胁人类健康发展的重大疾病之一，导致了极高的死亡率和致残率。与此同时，随着细菌对抗生素耐药性的不断增加迫切需要新的设备来早期诊断和监测住院患者的深层次和复杂的细菌感染。荧光探针是一种具有高特异性和无创性的细菌可视化智能成像设备可以实现对于细菌感染的高特异性和无损性识别成像，本文对目前已有的用于细菌检测的荧光探针进行总结。在本文中，我们根据探针对细菌的识别机制将这些荧光探针分为两种不同的类型，包括与细菌独特成分共价结合的探针和细菌代谢标记的探针。这些探针不仅可以为细菌病原体相关疾病提供快速有效的诊断，而且可以加快新型抗生素的研发。     

基于HBT-RhB的荧光探针用于Cu2+检测

Cu²⁺是生物体中基本的微量元素之一,在细胞中作为催化辅助因子参与体内多种酶的反应、造血功能和一些其他生命过程。本文以苯并噻唑(HBT)为母体结构,合成了HBT-RhB荧光探针,该探针能够对Cu²⁺具有高选择性和灵敏性,同时具有优异的荧光特性以及良好的温度和pH稳定性,实现了一种逻辑检测的响应策略。该探针在0.04～160nM的线性范围内对Cu²⁺有一个良好的线性关系,且最低检测限为2.6nM。通过荧光光谱、紫外吸收光谱等进一步证明了HBT-RhB对Cu²⁺的良好响应。这种设计Cu²⁺响应探针的新方法被提供用来检测相关的分析物,旨在环境、生物成像、疾病治疗等方面发挥更重要的作用。     

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。     

花菁类近红外荧光探针在生物检测中的应用研究进展

随着现代生物学和生物技术的发展,近红外荧光探针作为一种重要的技术手段在许多领域都展现出了重要的应用价值。因具有背景干扰低、细胞损伤小、样品穿透性强、检测灵敏度高等优点,经常用于分子识别、医学诊断、生物分子检测以及生物成像等方面。本综述从金属离子检测、含硫小分子检测、活性氧（ROS）/活性氮（RNS）检测、酶识别、肿瘤细胞识别及治疗以及细胞内pH响应等方面,介绍了近年来花菁类荧光探针在生物检测中的应用研究进展。同时指出了花菁类荧光探针亟待解决的问题,通过花菁母体的结构修饰和改造提高探针的光稳定性、灵敏度、靶向性和水溶性,有望使其在生物检测以及疾病的诊断方面得到进一步应用发展。     

荧光传导机理构建β-半乳糖苷酶探针的研究进展

?β-半乳糖苷酶（β-Gal）是细胞溶酶体中的一种糖苷水解酶，在催化糖苷键水解以及维持正常生命活动等领域起着至关重要的作用。开发能精确、快速检测?β-Gal活性的方法对于卵巢癌、细胞衰老引发疾病的早期诊断和分子生物学领域的研究是十分重要的。考虑到荧光探针具有检测灵敏、响应迅速和时空分辨率高等特性，该综述对近年来报道的?β-Gal荧光探针研究进展及其疾病诊断效果进行了总结，介绍了依据ICT、FRET、AIE和PET等信号传导机理构建?β-Gal荧光探针的分子设计策略及应用特点，并重点介绍了二维检测体系能够突破探针使用单一信号传导机理进行检测时常遇到的局限。综上，合理应用荧光信号传导机理构建具有灵敏性、空间分辨率高，化学稳定性好和细胞蓄积能力强等特点的β-Gal荧光探针，能够推进β-Gal荧光探针在卵巢癌诊断及治疗效果评价，细胞衰老程度评估和个体健康寿命预测等生物领域的高效应用。     

新型喹啉类Zn2+探针的合成及细胞成像研究

以2-甲酰基-8-羟基喹啉为原料,与苯肼进行缩合反应合成了荧光分子探针HSZn,采用FTIR、NMR、HRMS对其结构进行了表征。紫外可见光谱和荧光光谱分析结果表明:该探针在水相中对Zn~(2+)具有较好的荧光增强效应,而其他金属离子对其干扰较小;HSZn的荧光强度与Zn~(2+)浓度(1.0×10–5~1.0×10–4 mol/L)具有良好的线性关系,检测限低至4.0×10–8 mol/L;Job’s曲线和LC-MS分析表明:Zn~(2+)与HSZn的络合比为1∶2,且探针在pH=5~13内对Zn~(2+)都有较灵敏的荧光响应。细胞成像实验表明:该探针可在Hela活细胞中实现对Zn~(2+)的荧光成像。     

基于快速响应的红色ONOO-荧光探针及其细胞成像

过氧亚硝酸盐(ONOO^-)是机体内一种重要的活性氧物质，在众多生理和病理功能中扮演重要的角色。红色荧光探针具有背景荧光小、光毒性低和组织穿透性好等特点，在生物分析与成像方面具有明显优势。基于此，合成了一种红色ONOO^-荧光探针HBSCN。在与ONOO^-反应后，探针溶液迅速由无色变成红色，且展现出明显的荧光增强信号。通过高分辨质谱，证实该过程与探针中■氧化断裂有关。在PBS缓冲溶液(V(DMF)∶V(H₂O)=1∶9,pH 7.4)中，探针HBSCN在649 nm处的荧光强度与0～20μmol/L的ONOO^-表现出良好的线性关系，检测下限为73 nmol/L。此外，该探针能够在生理pH下快速地检测ONOO^-,且对ONOO^-具有较大的Stokes位移和较高的选择性。同时HBSCN能够用于活细胞内ONOO^-成像，表明其潜在的生物应用价值。     

线粒体内活性硫有机荧光小分子探针研究进展

该文综述了近年来有机单、双光子线粒体内H_2S、SO_2、巯基、多硫化氢及苯硫酚活性硫物种(RSS)荧光探针研究现状,重点讨论了荧光探针选择性、灵敏度、识别机理、细胞毒性以及生物监测成像等方面的性能,并提出这类荧光探针存在的问题以及未来的发展趋势,旨在为构建新型线粒体荧光探针和进一步剖析线粒体内RSS的细胞学功能提供重要的理论和实践意义。     

基于醛基取代的氟硼二吡咯类荧光母体探针的合成及其应用

荧光探针具有灵敏度高、可实时检测、精准诊断与成像可视化等优点，被广泛应用于生物医药、信息存储、化学分析等领域。氟硼二吡咯（BODIPY）类荧光探针因其优异的光物理化学特性而被广泛设计与开发使用。该文综述了醛基取代的BODIPY荧光探针的分子设计策略和功能化应用，包括α位醛基BODIPY、β位醛基BODIPY、meso位醛基BODIPY和1,7-位醛基BODIPY的不同位点醛基调控的BODIPY荧光母体探针及其在阴离子检测、生物硫醇识别及细胞成像方面的研究进展。设计新型的醛基取代BODIPY荧光探针将在精准诊疗上具有巨大的发展空间。     

一种基于ESIPT原理的反应型半胱氨酸荧光探针的合成及细胞成像研究

本研究基于分子内质子转移机制(ESIPT),制备了一种具有选择性识别Cys的反应型荧光探针(探针1)。在乙腈-磷酸盐缓冲溶液(3:7,体积比,pH 7.4)中,探针1的荧光强度与Cys的浓度在10～100μmol/L范围内呈现良好的线性关系(y=4.127x+42.84, R²=0.9978),检测限为36.7 nmol/L。该探针对Cys的响应具有较大的Stokes位移(160 nm)、高灵敏度和选择性。此外,探针1还具有良好的细胞膜通透性和生物相容性,可用于A549细胞中Cys的荧光成像,在生物分析中具有潜在的应用价值。     

基于吲哚半花菁结构的比值式pH荧光探针

设计合成了一种基于半花菁类结构的比值式pH荧光探针,能快速响应pH值的变化,对常见金属离子具有较好的抗干扰能力。在pH 5.4~7.2范围内,随着pH值升高,探针紫外可见吸收光谱最大吸收波长由422 nm红移至525 nm。激发波长为430 nm时,荧光发射峰峰高之比(I513 nm/I553 nm)与pH值的变化有良好的线性关系,可用于检测生物体内pH的变化。HeLa细胞毒性试验表明,该探针具有较低的细胞毒性。     

检测γ-谷氨酰转移酶荧光探针的研究进展

谷氨酰转移酶存在细胞膜表面,与维持机体氧化还原稳态有关,是一种重要的肿瘤生物标志物。生物体内γ-谷氨酰转移酶的荧光成像对疾病的早期诊断及预后有重要意义。近年来,荧光探针因其高灵敏、高分辨、快响应、无创的优点常作为酶活性检测的高效工具。本综述介绍了近几年检测γ-谷氨酰转移酶荧光探针的研究进展。     

基于三苯胺的粘度荧光探针的构建及性质研究

细胞内的粘度在生命活动中至关重要,粘度水平的异常也与多种疾病密切相关。因此,以三苯胺为母体,构建了一种新型的粘度荧光探针L,用¹H NMR、IR和ESI-MS对其结构进行了表征。光学性质研究结果表明,探针L的最大发射峰位于620 nm,其荧光强度随着粘度的增加而逐渐增强,而且探针L的荧光强度的对数与粘度的对数具有较好的线性关系。由于探针L具有较低的生物毒性且不受生体内复杂环境的影响,已成功用于细胞和组织成像。     

长波长过氧化氢荧光探针的合成及在食品安全检测中的应用

分别以半花菁和硼酸酯作为荧光母体和识别基团，设计、合成了一个过氧化氢的荧光探针TC-BOR，并利用1HNMR、13CNMR和HRMS 对其结构进行表征。实验表明，探针与过氧化氢反应后的产物（TC-OH）可发射出723 nm的荧光，荧光强度增强55倍，响应时间低于7 min，检测下限为2.27 μmol·L-1。随后，成功的将TC-BOR用于食品和活细胞中的过氧化氢的定性、定量检测，这可为食品中过氧化氢的快检检测提供一种新方法。     

用于卵巢癌标志物β-Gal检测的荧光探针研究进展

卵巢癌是最常见的妇科癌症之一，其患者大多数在晚期被诊断出，导致卵巢癌患者的死亡率高。因此，对隐匿症状的早期诊断是患者生存率提高的重要保障。β-半乳糖苷酶(β-Gal)在原发性卵巢癌中的过表达而被认定为卵巢癌生物标志物，所以快速精准的β-Gal检测技术对卵巢癌早期诊断至关重要。近年来，荧光探针技术已成为生物体内监测和可视化的有力工具。目前已经报道了大量的用于检测β-Gal的荧光探针，但是，用于卵巢癌β-Gal检测和可视化成像的荧光探针相对较少。主要综述用于卵巢癌细胞生物标志物β-Gal检测的荧光探针的研究进展，并对探针的发展进行展望。     

线粒体荧光探针最新研究进展

细胞器的研究一直是认识细胞结构和功能的重要手段。线粒体是细胞的能量工厂,参与众多的新陈代谢过程,许多病理学过程均与它相关,是一种重要的细胞器,一直以来都是研究的热点。定位于线粒体的荧光探针主要分为3大类,本文重点介绍并讨论近10年基于带有正电荷的荧光团或者在荧光团中引入三苯基膦等定位基团实现对线粒体染色荧光探针的研究进展。     

过氧化亚硝酸盐(ONOO-)荧光探针研究进展

过氧化亚硝酸盐(ONOO^-)是一种重要的活性氧，在生命系统的生理和病理过程中起着至关重要的作用，可以抵抗免疫系统中的外来病菌。但是过量的ONOO^-可能会引起许多疾病，甚至是癌症。因此有效的识别和检测ONOO^-具有重要意义。近年来由于操作方便、选择性高、可实时性和无创性检测等优势，荧光探针法检测ONOO^-的研究得到了快速的发展。基于探针设计原理根据不同的荧光母体进行分类，综述了近五年来用于检测ONOO^-荧光探针的研究现状，评述了ONOO^-荧光探针的优点和不足，探讨了该领域面临的挑战，展望了ONOO^-荧光探针的研究和发展方向，为今后人们研究ONOO^-在生理病理过程中的作用提供了一定的参考价值。     

基于醛基取代的氟硼二吡咯类荧光母体探针的合成及其应用

荧光探针具有灵敏度高、可实时检测、精准诊断与成像可视化等优点,被广泛应用于生物医药、信息存储、化学分析等领域。氟硼二吡咯(BODIPY)类荧光探针因其优异的光物理化学特性而被广泛设计与开发使用。该文综述了醛基取代BODIPY荧光团的分子设计策略和功能化应用,包括α位醛基-BODIPY、β位醛基-BODIPY、meso位醛基-BODIPY和1,7-位醛基-BODIPY的不同位点醛基调控的BODIPY荧光母体探针及其在阴离子检测、生物硫醇识别及细胞成像等方面的研究进展。设计新型的醛基取代BODIPY探针,未来在精准诊疗上具有发展空间。     

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。     

一种基于荧光素的新型荧光探针用于快速检测次氯酸及在活细胞成像中的应用

作为生物系统中一种主要的活性氧(ROS),次氯酸/次氯酸盐(HClO/ClO~-)在免疫系统中扮演重要的角色,过量的次氯酸会引发很多疾病。因此,次氯酸的高灵敏检测对疾病早期预测具有重要意义。基于此,设计并合成了一种基于荧光素的新型荧光探针并用于检测次氯酸。结果表明,该探针能够快速、高灵敏地检测次氯酸,其检测限低至0.50μmol/L。同时,通过对活细胞成像的研究表明,该探针具有潜在的生物应用前景。