活性氮和活性氧是具有強(qiáng)生物活性的化學(xué)物質(zhì).在人體細(xì)胞中,由于酶促或非酶促過(guò)程均可生成過(guò)氧化物,該物種的異常水平會(huì)引起氧化損傷與衰老和各種疾病,如心血管疾病、神經(jīng)性疾病、阿爾茨海默病、帕金森病甚至癌癥.因此,發(fā)展選擇性識(shí)別和高靈敏度的分子熒光探針,實(shí)現(xiàn)活性氮或活性氧的有效檢測(cè)具有重要意義.分子熒光探針檢測(cè)法與成像技術(shù)具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、損傷性小和細(xì)胞相容性好等優(yōu)點(diǎn),并在闡述活性氮和活性氧的病理生理過(guò)程中起到重要作用,在生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛.然而,由于活性氮和活性氧自身的特殊性而存在許多難題,例如反應(yīng)活性高、存在周期短等一直困擾研究人員.著重綜述了近年來(lái)發(fā)展的分子熒光探針用于活性氮和活性氧的檢測(cè)及細(xì)胞成像工作的研究進(jìn)展,提出進(jìn)一步構(gòu)建新型分子熒光探針用于活性氮和活性氧檢測(cè)面臨的挑戰(zhàn)、未來(lái)發(fā)展方向及展望. 

【文章來(lái)源】：有機(jī)化學(xué). 2019年03期 第591-616頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：26 頁(yè)

【部分圖文】：

探針7與NO反應(yīng)細(xì)胞成像Figure1Imagingofprobe7andNOreactivecells

ChineseJournalofOrganicChemistryREVIEWChin.J.Org.Chem.2019,39,591～6162019ChineseChemicalSociety&SIOC,CAShttp://sioc-journal.cn/5957-位羥基引進(jìn)二苯基膦苯甲酸酯作為HNO的檢測(cè)基團(tuán),在與HNO接觸后7-羥基香豆素?zé)晒鈭F(tuán)被釋放,450nm處熒光強(qiáng)度增強(qiáng).該探針具有選擇性高、靈敏度高、細(xì)胞毒性低、檢測(cè)限低(20nmolL－1)及不受其他生物還原劑影響等優(yōu)點(diǎn),對(duì)血清中HNO的定量檢測(cè)結(jié)果滿意,有利于復(fù)雜生物樣品中HNO的直接定量檢測(cè),具有實(shí)用價(jià)值.King課題組[27]合成了以熒光素為熒光團(tuán)的HNO探針14,該探針能夠用于Hela細(xì)胞內(nèi)HNO的共聚焦成像.X‰A圖式1苯酸鹽作為反應(yīng)基團(tuán)Scheme1Diphenylphosphinogroupsasreactivegroups為了提高探針的選擇性,2015年朱寶存和張曉玲課題組[28]設(shè)計(jì)并合成了一種用于HNO檢測(cè)的熒光探針15.該探針以2-(二苯基膦)苯甲酸酯作為響應(yīng)基團(tuán),即使在谷胱甘肽、硫化氫和抗壞血酸等生物還原劑存在下仍具有較高的HNO選擇性,2-(2-羥基苯基)苯并噻唑作為熒光團(tuán)顯色,在與HNO接觸后,探針可快速響應(yīng),紫外吸收波長(zhǎng)紅移,495nm處熒光強(qiáng)度增強(qiáng),檢出限為50nmolL－1,并用于HeLa細(xì)胞檢測(cè)HNO.2016年楊小峰課題組[29]設(shè)計(jì)了一種基于花青素骨架的線粒體靶向NIR熒光探針16.該探針以親脂吲哚陽(yáng)離子為線粒體靶向位點(diǎn),在與HNO反應(yīng)后727nm處熒光出現(xiàn),該探針對(duì)HNO有較高的敏感性和選擇性.細(xì)胞成像和共定位實(shí)驗(yàn)證明該探針適用于活細(xì)胞線粒體中HNO的可視化檢測(cè)(圖2).林偉英課題組[30]設(shè)計(jì)了三種均具有良好選擇?

有機(jī)化學(xué)綜述與進(jìn)展598http://sioc-journal.cn/2019ChineseChemicalSociety&SIOC,CASChin.J.Org.Chem.2019,39,591～616生物的近紅外熒光探針31,用于檢測(cè)細(xì)胞和體內(nèi)的ONOO－(圖3).該探針成功在生理?xiàng)l件下監(jiān)測(cè)ONOO－氧化/谷胱甘肽還原過(guò)程.探針具有較高的選擇性,敏感性和線粒體靶向性,檢測(cè)限低至9.17×10－7molL－1,探針在與ONOO－接觸后Te被氧化,820nm處熒光強(qiáng)度達(dá)到峰值,可用于觀察ONOO－爆發(fā)期間氧化還原周期的變化及抗氧化細(xì)胞和動(dòng)物的谷胱甘肽(GSH)修復(fù),并成功應(yīng)用于RAW264.7細(xì)胞和小鼠腹腔中的ONOO－檢測(cè).圖3探針31用于小鼠體內(nèi)檢測(cè)ONOO－成像Figure3Fluorescenceimagingofthemicetreatedwithprobe31todetectONOO－除了上面硼酸酯、C＝N、C＝C作為響應(yīng)基團(tuán)和模擬硒酶對(duì)ONOO－和谷胱甘肽的催化反應(yīng)外,還發(fā)展了一系列具有其他響應(yīng)基團(tuán)的熒光探針.龔兵和盧忠林課題組[52]報(bào)道了一種基于芳構(gòu)化9,10-二氫吖啶衍生物顯示熒光用于ONOO－檢測(cè)的探針32.在ONOO－檢測(cè)過(guò)程中氧化熒光探針使其芳構(gòu)化,形成大π面,熒光由無(wú)到有,最大值為496nm(Eq.10).該探針具有選擇性強(qiáng)和響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn),在探針溶液中加入少于1equiv.的ONOO－導(dǎo)致超過(guò)100倍的熒光增強(qiáng),并成功實(shí)現(xiàn)RAW264.7細(xì)胞中的ONOO－檢測(cè).袁林課題組[53]報(bào)道了一個(gè)基于能量轉(zhuǎn)移(FRET)機(jī)制的雙光子比率熒光ONOO－探針33,該探針與ONOO－反應(yīng)使得電子轉(zhuǎn)移到母核上熒光強(qiáng)度增強(qiáng)(Eq.11).該雙光子比率熒光探針通過(guò)對(duì)兩個(gè)發(fā)射帶(473?


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