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。     

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。     

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BAPTA荧光探针的合成、光谱性能与识别机制

以苯乙烯类发色团苯并咪唑作为荧光基团、多羧酸受体作为识别基团,基于分子内电荷转移机制定向构筑探针结构,合成得到一种对Zn2+、Cu2+、Hg2+具有响应的荧光探针.定性及定量识别实验显示,探针对目标物Zn2+、Cu2+、Hg2+表现特征响应,探针与目标物1:1定量结合,荧光性能随pH、时间变化而相对稳定、线性关系良好,...     

谷胱甘肽荧光探针的研究进展

谷胱甘肽在生物体的许多生理过程中发挥着重要作用,所以细胞内谷胱甘肽含量的检测对细胞功能研究和病理分析都具有重要的意义。以荧光探针为基础的荧光分析法因其操作简便、灵敏度高和专一性强等优点而备受大家关注,并且有机小分子荧光探针还可以应用于活体细胞和生物体的成像技术。本文主要综述了近年来谷胱甘肽荧光探针的研究现状,并按照谷胱甘肽与探针识别基团的识别机理分类阐述,同时对谷胱甘肽荧光探针的未来发展趋势进行了展望。     

基于1,8-萘酰亚胺的SO_2衍生物荧光探针研究进展

根据荧光探针分子的识别机理,综述了近年来基于1,8-萘酰亚胺基团的SO_2荧光探针的研究进展,并展望了其未来发展趋势。     

试卤灵类光学探针的研究进展

光学探针是指与目标物质发生反应(包括配位、包合和基团反应等)并引起光学(吸光、荧光或发光)性质的变化,基于这些变化从而可对目标物质进行分析与测定的一类特殊试剂。光学探针不仅能改善分析的灵敏度,而且能大幅度提高对样品的时空分辨能力,因此,长期以来一直受到人们的关注。试卤灵为一性能优良的荧光体,特别是其7-羟基的取代作用通常会封闭光信号;这一特性近年引起了人们的兴趣,并被广泛用于构建具有低背景光信号的新型探针。本文将综述试卤灵类光学探针的发展及其在蛋白酶、离子、活性氧物种分析方面的应用,包括探针分子的构筑、检测机理以及生物成像等方面的研究。     

基于生命体系中氨基键合标记的荧光探针研究进展

氨基是生物分子化学结构中常见的基团。通常可利用荧光探针的静电吸引、疏水作用和化学键合的方式对其进行荧光标记。本文综述了基于化学键合作用的荧光探针及其常见的键合类型和染料母体结构。有48篇参考文献。     

吡唑啉类荧光探针的设计与应用研究进展

吡唑啉基团具有较强的蓝光发射、高的荧光量子产率及空穴传输效率,可以作为优质荧光基团参与荧光探针的设计与合成,此外,其结构中存在含孤对电子的N原子,因此也可作为识别基团承担提供结合位点的重要作用.近年来,利用吡唑啉基团的上述特点来设计合成性能优良的荧光探针已成为荧光探针研究领域中瞩目的焦点,综述了近年来具有代表性的吡唑啉...     

一种ICT型荧光探针的光谱性质与识别机制研究

以经典的金属离子响应型多羧酸识别基团为结构基础,连接苯乙烯类发色团苯并咪唑荧光基团,在识别基团与荧光基团之间构筑分子内电荷转移(ICT)机制,合成得到一种荧光探针T13;通过荧光光谱、紫外吸收光谱等手段,初步阐明了探针T13对Zn²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺的识别机制。结果表明,探针T13对目标物Zn²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺均表现出特征响应与稳定荧光性能;识别过程中荧光强度与目标物浓度线性相关,探针与目标物的络合比为1∶1,能够用于水环境中Zn²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺的定性检测和定量分析。为探针结构优化、性能筛选与探针-目标离子的生物学成像研究提供了理论基础。     

萘环荧光基团-杯芳烃的荧光传感器的研究进展

荧光型杯芳烃作为一类能发出荧光的物质被用作荧光探针,而杯芳烃带上荧光基团萘后,可利用其荧光发射光谱和荧光强度的不同,对有机分子和金属阳/阴离子等加以识别.荧光型杯芳烃的合成颇具价值.综述了国内外以荧光基团萘环的杯芳烃衍生物用作传感器的最新研究和应用进展.     

基于BODIPY的生物硫醇荧光探针的合成和光物理性质

以4,4-二氟-8-(4-羟基苯基)-1,3,5,7-四甲基-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-茚烯(BODIPY)和N-丁基咔唑-3-甲醛(Ⅱ)为原料合成了一种具有红光发射的荧光分子Ⅲ,其在二氯甲烷中的最大荧光发射波长为617 nm。荧光分子Ⅲ与作为生物硫醇识别基团的4-氯-7-硝基-1, 2, 3-苯并氧杂二唑(NBD-Cl)反应得到了一种可用于生物硫醇检测的探针BDP-NBD。由于光诱导电子转移(PET)的荧光猝灭作用,BDP-NBD发射较弱荧光,但在生物硫醇存在的情况下,PET过程受到阻止,其荧光发射强度显著增强约95倍。这种"Turn on"型荧光探针能有效检测生物硫醇,并展现出较低的检出限〔同型半胱氨酸(Hcy)6.51×10–8 mol/L;谷胱甘肽(Gsh)4.25×10–8 mol/L;半胱氨酸(Cys)4.28×10–8 mol/L〕。此外,在多种金属离子及氨基酸存在下,该探针分子仍能高效识别生物硫醇。     

一种新型喹啉衍生物的合成及其对Hg2+的检测

以吡喃并喹啉为荧光团,吡咯啶二硫代甲酸铵为识别基团,合成了一种新的荧光探针分子,7-苯基-6H-吡喃[4,3-b]喹啉-2-吡咯啶二硫代乙酰胺.采用红外光谱、核磁共振谱和质谱对其结构进行了表征,并对其荧光性质进行了研究.结果表明,该化合物可以作为检测Hg2+的比率荧光探针,对于Hg2+有着很好的选择性及很高的灵敏度,在...     

甘氨酸-氟硼荧近红外荧光分子探针的合成及性能测试

将一种具有近红外荧光性能的氟硼荧染料（BDDIPY）作为显影基团,制成新型的检测肿瘤细胞的近红外荧光分子探针。首先以氟硼二吡咯烷（BOD）为起始原料,通过缩合反应,将具有强供电子作用的N-苯基亚氨基二苄引入到氟硼荧中,得到了荧光光谱处于近红外区的氟硼荧化合物,接着用N-羟基琥珀酰亚胺为活化剂,将具有肿瘤亲和力的甘氨酸引入到荧光基团-氟硼荧（BDDIPY）,最终得到甘氨酸-氟硼荧近红外荧光探针,并对其结构进行了核磁和质谱表征,并进行了光学和生物学性能测试。实验结果显示：甘氨酸-氟硼荧近红外荧光分子探针的荧光发射波长大于700 nm,与肺癌细胞（GLC-82）具有较好的亲和力,达到23.65,是一个具有良好应用前景的检测肿瘤细胞的近红外荧光分子探针。     

光气检测用小分子荧光探针的研究进展

光气因其剧毒性对社会公共安全和人类健康造成巨大威胁，对其实时监测、检测十分必要。荧光探针由于选择性好、灵敏度高、可实时监测、成本低、操作简单等优点已成为识别光气分子的有力工具。首先，综述了光气小分子荧光探针的研究进展；然后，以荧光分子的识别基团为分类标准，从设计思路和识别机理对各类荧光探针进行了系统的归纳和总结；最后，对光气小分子荧光探针进一步的发展方向及其所面临的挑战进行了展望。     

基于苝酰亚胺衍生物荧光探针的研究进展

苝酰亚胺衍生物(perlenediimide derivatives, PDIs)又称为苝四羧酸二酰亚胺衍生物,结构中具有平面共轭大π键,苝湾骨架和羧基的存在使其具备亲脂性和亲水性。作为一类性能优异的新型光电材料,由于其良好的光电性能、较强的化学稳定性和可修饰性,在荧光探针、传感材料等方面有着极其广泛的应用。近年来,荧光光谱测定技术得到了迅速发展,荧光分析方法也成为了较热门的现代分析技术,在医疗卫生、环境勘测、分析等众多领域都受到了广泛关注。荧光分子探针是基于荧光分析和分子识别的一种新兴技术,可将化合物分子的识别信息转变为光信号,具有成本低、荧光信号变化剧烈、灵敏度高、实时分析等优点,苝酰亚胺衍生物显示出了越来越重要的实际利用价值。     

BODIPY结构生物硫醇荧光探针的合成和光物理性质

以N-丁基咔唑-3-甲醛和4,4-二氟-8-（4-羟基苯基）-1,3,5,7-四甲基-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-茚烯（BODIPY），化合物1 为原料，合成了一种具有红光发射的荧光分子3，其在二氯甲烷中的最大荧光发射波长为617 nm。接着，荧光分子3与作为生物硫醇的识别基团的4-氯-7-硝基-1, 2, 3-苯并-氧杂恶二唑（NBD-Cl）反应得到了一种可用于生物硫醇检测的新型探针BDP-NBD。由于光诱导电子转移（PET）的荧光猝灭作用，BDP-NBD发射较弱荧光，但在生物硫醇存在的情况下，PET过程受到阻止，其荧光发射强度显著增强约95倍。这种“Turn On”型荧光探针能有效检测生物硫醇，并展现出较低的检出限〔同型半胱氨酸（Hcy）：6.51×10-8 mol/L；谷胱甘肽（Gsh）：4.25×10-8 mol/L；半胱氨酸（Cys）：4.28×10-8 mol/L〕。此外，在多种不同金属离子及氨基酸存在下，该探针分子仍能高效识别对生物硫醇。     

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。     

基于三苯胺的新型铜离子荧光探针及其接力识别硫离子研究

本文以三苯胺作为荧光团,咪唑作为识别基团设计合成了一种新型的能够识别Cu²⁺并且可接力识别S^2-的新型荧光分子探针SYR。实验结果表明,加入Cu²⁺后,探针的荧光大幅猝灭,其识别机理为分子内电子转移(PET)机理。探针SYR与Cu²⁺的络合模式为按2:1,生成的SYR-Cu²⁺对S^2-表现出明显的荧光增强反应。探针SYR识别Cu²⁺和H₂S的最低检测限分别为1.92nM和2.57×10^-8M。该荧光传感器可后续应用于实际水样中Cu²⁺的检测。     

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。