氧化还原探针新类型..

生物体内氧化还原态探针的开发与应用生物体内氧化还原态探针的开发与应用氧化还原反应是生命体系中一个非常重要的过程，它涉及到许多生命活动的调控和调节，如代谢、信号传递和细胞凋亡等。

因此，开发和应用生物体内氧化还原态探针已成为当前生命科学研究的热点之一。

生物体内氧化还原态探针是指能够反映细胞内氧化还原状态的化学物质。

这些探针可以通过荧光、吸收光谱、电化学等方式来检测氧化还原反应，并提供有关细胞内氧化还原状态的信息。

目前，已经开发出了许多种生物体内氧化还原态探针，包括荧光探针、吸收光谱探针、电化学探针等。

这些探针具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点，可以在细胞、组织和动物体内进行实时、非侵入性的氧化还原状态检测。

荧光探针是目前应用最广泛的生物体内氧化还原态探针之一。

它们通过荧光信号的变化来反映氧化还原反应的变化。

荧光探针的选择取决于所研究的氧化还原反应类型和所需的探测深度。

例如，二硫化碳（CSD）是一种常用的荧光探针，它可以用于检测细胞内的还原型谷胱甘肽（GSH）浓度。

此外，还有一些新型的荧光探针，如Pyrrolopyrrole Redox（PPR）和RedoxSensor Red（RSRed），它们具有更高的灵敏度和选择性。

吸收光谱探针是另一种常用的生物体内氧化还原态探针。

它们通过吸收光谱的变化来反映氧化还原反应的变化。

吸收光谱探针的选择取决于所研究的氧化还原反应类型和所需的探测深度。

例如，氧合血红蛋白（HbO2）和脱氧血红蛋白（Hb）是常用的吸收光谱探针，它们可以用于检测血液中的氧合状态。

电化学探针是一种通过电化学信号来反映氧化还原反应的变化的探针。

电化学探针的选择取决于所研究的氧化还原反应类型和所需的探测深度。

例如，电化学探针可以用于检测细胞内的还原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）的浓度。

生物体内氧化还原态探针在许多领域都有广泛的应用，如生物医学、药物研发、环境监测等。

在生物医学领域中，生物体内氧化还原态探针可以用于研究氧化还原反应在疾病发生和发展中的作用，如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等。

荧光探针的合成及自由基检测研究摘要荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增，其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点，且荧光现象具有有利的时间表度。

由于物质分子结构不同，其所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同，利用这一特性可以定性鉴别物质。

荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特性，在分子水平上研究某些体系的物理、化学过程和检测某种特殊环境材料的结构及物理性质的方法。

该技术不仅可用于对某些体系的稳态性质进行研究，而且还可对某些体系的快速动态过程如对某种新物种的产生和衰变等进行监测。

这种技术具备极高的灵敏性和极宽的动态时间响应范围的基本特点。

羟基自由基(HO·)和超氧阴离子自由基(O2-·)是生物体内活性氧代谢产生的物质，当体内蓄积过量自由基时，它能损伤细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。

因此，近些年来人们为了预防这类疾病的发生，自由基的研究已逐渐成为热点。

而快速、灵敏和实用的自由基检测方法就显得十分重要。

荧光探针检测自由基具有操作简便、响应迅速、选择性高等多种优点，我们将着重研究一类苯并噻唑结构荧光探针的合成及其对超氧阴离子自由基(O2-·)的检测。

关键词：荧光探针，苯并噻唑，超氧阴离子自由基，自由基检测SYNTHESIS OF FLUORESCENT PROBES AND DETECTION OF FREE RADICALSABSTRACTApplications of fluorescence analysis method in biochemistry, medicine, industry and chemical research grow with each passing day, the reason is that fluorescence analysis method has the advantages of high sensitivity, and the flurescence phenomenon has a favorable time characterization. Since the molecular structure of different materials, the absorption wavelength and fluorescence wavelength of the emitted light is different, this feature can be characterized using differential substances. Fluorescent probe technology is a method using photophysical and photochemical properties for researching some systems’physical and chemical process at the molecular level and detecting a particular structure and physical property of the special environment material. This technology not only can be used for steady-state nature of certain system, but also can monitore fast dynamic processes of a certain system such as the production and decay of a new species. This technology has the basic characteristics of a high degree of sensitivity and very wide dynamic range response time. Hydroxyl radical(HO-·)and superoxide anion radical(O2-·) is a substance produced in vivo metabolism of reactive oxygen species. When the body accumulates excess free radicals that will damage cells thereby causing chronic diseases and aging effects. Thus, in recent years people in order to prevent the occurrence of such diseases, the study of free radicals has become a hot spot. And fast, sensitive and practical method for the detection is very important. Using the fluorescent probes for the detection of free radicals is a simple, quick response, high selectivity variety of advantages. We will focus on the study of a classof synthetic fluorescent probes of benzothiazole structure and detection of superoxide anion radical.Key words：Fluorescent probes, Benzothiazole, Superoxide anion radical, Detection of free radicals目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 荧光 (1)1.2.1 荧光的产生 (1)1.2.2 荧光探针结构特点 (2)1.2.3 荧光探针传感机理 (3)1.2.4 常见荧光团 (3)1.2.5 荧光探针的性能 (5)1.2.6 影响荧光探针性能的因素 (5)1.2.7 荧光淬灭 (5)1.3 自由基 (6)1.3.1 自由基的间接检测技术 (6)1.3.2 自由基的直接检测技术 (7)1.4 研究现状 (8)1.4.1 超氧化物歧化酶(SOD)的检测 (8)1.4.2 2-(2-吡啶)-苯并噻唑啉荧光探针 (8)1.4.3 PF-1和PNF-1 (8)1.4.4 香草醛缩苯胺 (8)1.4.5 Hydroethidine类荧光探针 (9)1.4.6 二(2,4-二硝基苯磺酰基)二氟荧光素 (9)1.5 选题背景和意义 (10)1.6 课题研究内容 (10)2 荧光探针的合成 (11)2.1 引言 (11)2.2 还原文献 (11)2.3 新探针合成 (11)2.3.1 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (11)2.3.2 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.3 2-(苯)-苯并噻唑 (12)2.3.4 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.5 2-(4-硝基苯)-苯并噻唑 (13)2.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (13)2.4 合成小结 (14)2.5 实验药品及规格 (14)2.6 实验仪器及型号 (15)3 实验结果与讨论 (16)3.1 引言 (16)3.2 荧光性能测试 (16)3.2.1 荧光性能待测溶液配制 (16)3.2.2 荧光性能测试结果 (16)3.2.3 测试谱图 (17)3.3 1H NMR数据 (21)3.3.1 2-(2-吡啶)-苯并噻唑 (21)3.3.2 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (22)3.3.3 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (23)3.3.4 2-(苯)-苯并噻唑 (24)3.3.5 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (25)3.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (25)3.3.7 2-(2-噻吩)-苯并噻唑 (26)3.4 反应条件控制及处理 (27)3.5 结论与展望 (27)参考文献 (28)致谢 (30)译文及原文 (31)1 绪论1.1 引言荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增, 其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点, 且荧光现象具有有利的时间表度。

一种荧光增强型的GSH荧光探针孟美荣;阴彩霞【摘要】常见的生物硫醇包括半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)以及谷胱甘肽(GSH),它们在人体中起着十分重要的作用.使用荧光探针检测此类生物硫醇具有灵敏度高、选择性好、响应时间快等优势.由于3种硫醇具有相似的化学结构(含有活性巯基),因此给这类生物硫醇的选择性检测带来挑战,本文设计了一种荧光探针(2-甲基,6-丙烯酰基喹啉)用于区分检测GSH和Cys/Hcy.通过测试该探针的光谱性质,发现在含有该探针的水溶液中加入谷胱甘肽(GSH)后,相应的荧光光谱和紫外-可见光谱都有显著的变化,相比其他分析物,发现探针在水溶液中对GSH具有较高的选择性和灵敏度.此外,考虑到该检测过程是在水相中进行的,因此该探针在生物成像方面具备潜在的使用价值.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】7页(P49-55)【关键词】荧光探针;喹啉;生物硫醇;荧光增强【作者】孟美荣;阴彩霞【作者单位】山西大学化学化工学院,山西太原030006;山西大学分子科学研究所,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】O316生物硫醇存在于许多蛋白质和简单小分子中，其在防御细胞氧化过程中起着重要的作用[1].内源性生物硫醇主要由小分子生物硫醇和大分子生物硫醇组成.小分子生物硫醇主要包含谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)等，大分子生物硫醇则包括酶、肽、生物膜等.研究发现细胞内小分子生物硫醇中谷胱甘肽(GSH)的含量最为丰富[2-4]，并且在二硫化物(氧化形式，GSSG)和巯基(还原形式，GSH)之间存在氧化还原平衡[5].谷胱甘肽(GSH)通过维持细胞生长的氧化还原稳态而在氧化应激中起关键作用[6]，且其水平与众多疾病相关，包括癌症，心血管疾病和阿尔茨海默氏症等[7-10].游离谷胱甘肽与其氧化态谷胱甘肽二硫化物的物质的量比(通常为4 100∶1)通常作为一种指示相应酶活性的指示剂[11].在硫醇分析技术中，与高效液相色谱法[12-13]和电化学检测[14-15]作对比，基于荧光探针的检测是最有效的工具，并且在体内硫醇成像方面，特别是活细胞中，具有明显的优势.在探针对生物硫醇的检测中，主要利用了生物硫醇中的巯基具有强的亲核性，该反应类型通常包括磺酸酯和磺酰胺的裂解[16-17]，迈克尔加成[18-19]，Se-N键或S-S键的裂解.通过巯基与α，β-不饱和羰基进行迈克尔加成去辨别同型半胱氨酸(Hcy)、半胱氨酸(Cys)和谷胱甘肽(GSH)是困难的，因为3种硫醇中巯基的亲核性比较接近[20]. 据报道，1,8-萘酰亚胺-Cu(Ⅱ)组装体作为用于检测硫醇的新型增强型荧光探针，其对硫醇具有较高的选择性，但不能特异性识别硫醇[21]. 近来报道的基于ICT和PET组合使用的荧光探针也不能很好的区分识别生物硫醇. 此外，探针对生物硫醇的响应时间也是一个关键的因素[22]. 鉴于喹啉及其衍生物具有优异的水溶性和稳定的光学性质，因此它可作为许多荧光探针的荧光团[23]. 此项工作中，笔者设计了一个高选择性、高灵敏度荧光探针：2-甲基,6-丙烯酰基喹啉，该探针能特异性识别谷胱甘肽(GSH)，并且在H2O溶液中光谱性质良好，在活体细胞成像中具备广阔的运用前景.1 实验部分1.1 仪器和试剂1.1.1 仪器Hitachi F-7000荧光光谱仪、Cary 50 Bio紫外-可见光谱仪、Bruker ARX 300超导核磁共振仪、圆底烧瓶、恒温磁力搅拌器、旋转蒸发仪等.1.1.2 试剂所有试剂均为分析纯. 对硝基苯胺、巴豆醛、浓盐酸(12 mol/L)、氯化亚锡、丙烯酰氯、谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、各类氨基酸(L-赖氨酸、L-亮氨酸等)、各类阴离子等)、三乙胺等均购于Sigma-Aldrich公司.1.2 一般的测量方法用甲醇制备探针的储备液，使其浓度为2×10-3 mol/L. 荧光光谱和紫外-可见光谱均在H2O中检测得到. 荧光光谱在激发狭缝/发射狭缝为2.5 nm/5 nm，激发波长280 nm条件下测得. 该探针的荧光光谱在448 nm处对GSH呈现荧光增强响应，探针对硫醇的检测限为0.13 μmol/L. 实验所用阴离子溶液均由其钠盐经去离子水制备而成，各类氨基酸(半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、γ-氨基丁酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-苏氨酸)的储备液均由去离子水制备得到.1.3 荧光探针的制备及表征1.3.1 化合物2的合成在50 mL圆底烧瓶中加入2.762 4 g对硝基苯胺(化合物1，2 mmol)和15 mL盐酸(6 mol/L)，开启冷凝回流装置，在搅拌状况下将反应液加热到100 ℃，利用注射器缓慢将1.5 mL巴豆醛(32 mmol)加入上述反应液中，并恒温反应12 h.反应结束后将反应液冷却到室温，用50 mL蒸馏水和20 mL乙酸乙酯进行萃取，去除上层有机相溶液，用氨水(NH3·H2O)调节下层水相溶液pH至中性，此时有大量墨绿色固体析出，通过循环水真空泵进行减压抽滤，得到墨绿色固体，将固体放入真空干燥箱烘干，经称量固体重量为1.04 g，产率为37.6 %.1.3.2 化合物3的合成在50 mL圆底烧瓶中加入1 g化合物2(5 mmol)和10 mL盐酸(1 mol/L)，开启搅拌装置，将反应体系加热到105 ℃，同时将4.513 g氯化亚锡(20 mmol)溶于10 mL盐酸(1 mol/L)中配成溶液加入反应体系中，恒温反应1～3 h. 反应结束后先将反应液冷却到室温，再转移至烧杯中并加入20 mL蒸馏水，用氨水(NH3·H2O)调节溶液pH，直至有橙蓝色荧光为止.然后将上述溶液用乙酸乙酯进行萃取，收集上层有机相溶液. 利用旋转蒸发仪将有机相溶液蒸干，得到黄色固体. 随后将固体产物进行分离纯化，展开剂选用V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)= 5∶1进行过柱，收集有蓝色荧光的产物，最终得到淡黄色固体(0.54 g)，产率为54%.1.3.3 探针(化合物4)的合成探针的合成路线如图1所示，将0.316 4 g化合物3(2 mmol)和15 mL二氯甲烷加入到圆底烧瓶中，再加入0.3 g三乙胺(3 mmol)，最后加入0.271 53 g丙烯酰氯(3 mmol)，将上述体系在冰水浴中持续搅拌12 h.反应结束后用旋转蒸发仪将反应液蒸干，得到黄色粗产物.随后将粗产物进行过柱纯化，用V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)∶V(二氯甲烷)=1∶1∶1的展开剂进行分离，收集蓝绿色荧光产物，最终得到0.289 5 g白色固体产物，产率为91.5 %. 探针的核磁表征如图2所示，1H NMR (600 MHz, Chloroform-d)：δ 8.44 (s, 1H), 8.12 (s, 1H), 8.00 (d, J = 8.4 Hz,1H), 7.94 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.56 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.49 (d, J = 16.8 Hz,1H), 6.34 (dd, J = 16.8, 10.2 Hz, 1H), 5.79 (d, J = 10.2 Hz, 1H), 2.72 (s, 4H)；13C NMR (75 MHz, Chloroform-d):163.9,158.1,145.0,136.3,135.2,131.0,129.0,128.2,127.0,123.2,122.7,116.5,25.1.图1 探针的合成路线Fig.1 Synthetic route of probe1H NMR (600 MHz) 13C NMR (75 MHz)图2 探针在CDCl3溶液中的1H NMR (600 MHz)和13C NMR (75 MHz)Fig.2 1H NMR (600 MHz) and 13C NMR (75 MHz) of probe in CDCl32 结果与讨论2.1 探针对GSH的紫外-可见吸收光谱探针对谷胱甘肽(GSH)的紫外滴定用Cary 50 Bio紫外-可见光谱仪进行测定. 检测谷胱甘肽(GSH)的紫外-可见吸收光谱如图3所示，在2 mL含2-甲基,6-丙烯酰基喹啉(20 μmol/L)的H2O溶液中加入谷胱甘肽(GSH)溶液，随着谷胱甘肽(0～65 μmol/L)的加入，探针在230 nm处的吸收峰逐渐降低，在275 nm处的吸收峰逐渐升高，在210 nm和255 nm处出现2个等吸收点，这表明有新的物质生成.2.2 探针对GSH的荧光光谱滴定探针对谷胱甘肽(GSH)的荧光滴定实验用Hitachi F-7000荧光光谱仪进行测定. 检测谷胱甘肽(GSH)的荧光发射光谱如图4所示，图4说明探针对谷胱甘肽(GSH)有较强的荧光响应，随着谷胱甘肽(GSH)浓度(0～37 μmol/L)的增加，448 nm处的荧光不断增强，表明此探针对GSH的荧光识别具有荧光增强的效果(激发狭缝宽度/发射狭缝宽度：2.5 nm/5 nm，激发波长：280 nm).图3 在H2O溶液中，探针(20 μmol/L)在不同浓度谷胱甘肽(0～65 μmol/L)下的紫外-可见吸收光谱Fig.3 UV-Vis absorption spectra of probe(20 μmol/L) in the presence of various concentrations of GSH (0～65 μmol/L) in H2O激发狭缝宽度/发射狭缝宽度：2.5 nm/ 5 nm，激发波长：280 nm图4 在H2O 溶液中，探针(2 μmol/L)在不同浓度谷胱甘肽(0～37 μmol/L)下的荧光光谱Fig.4Fluorescence spectra of probe (2 μmol/L) in the presence of various concentrations of GSH (0～37 μmol/L) in H2O2.3 探针的选择性实验选择性是探针性能的一个重要指标. 为了探究探针的选择性，进行了紫外-可见吸收光谱干扰和荧光光谱干扰实验. 探针(20 μmol/L)对65 μmol/L谷胱甘肽(GSH)和其他干扰物(650 μmol/L)的紫外-可见吸收光谱如图5A所示.由图5A中紫外-可见吸收光谱变化曲线可知：在2 mL含有探针化合物的H2O溶液中，加入浓度为100 μmol/L的各种分析物，包括半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、γ-氨基丁酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-苏氨酸. 除了谷胱甘肽(GSH)外，均无明显变化. 探针(2 μmol/L)对37 μmol/L谷胱甘肽(GSH)和其他干扰物(370 μmol/L)的荧光光谱图如图5B所示. 由图5B的变化曲线可知：在激发波长为280 nm时，探针与谷胱甘肽(GSH)有较强的荧光发射. 当加入其他分析物半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、γ-氨基丁酸、L-丙氨酸、甘氨酸、L-苏氨酸)时，其在448 nm处的荧光强度无明显变化. 实验结果表明，探针对谷胱甘肽(GSH)具有较好的选择性识别.图5 a) 探针对GSH的紫外-可见吸收光谱选择性实验; b) 探针对GSH的荧光光谱选择性实验Fig.5 a) The selective experiment of probe to GSH by UV-Vis absorption spectra; b) the selective experiment of probe to GSH by Fluorescence spectra2.4 探针的动力学研究对探针与谷胱甘肽(GSH)的动力学进行了相关研究，如图6所示. 从图6可以看出，当探针(2 μmol/L)中加入37 μmol/L谷胱甘肽(GSH)时，体系荧光强度立即增强，且荧光强度在220 s后不再增加，这表明探针与谷胱甘肽(GSH)在220 s后反应完全.激发波长: 280 nm, 激发狭缝宽度/发射狭缝宽度：2.5 nm/5 nm图6 在H2O溶液中，探针(2 μmol/L)与谷胱甘肽(37 μmol/L)在448 nm处的反应时间曲线Fig.6 Reaction time profile of fluorescence spectra of probe (2 μmol/L) upon addition of GSH2.5 探针的检测限通过对荧光光谱数据进行分析可以得到检测极限. 首先将探针溶液(2 μmol/L)连续扫描10次，其中激发狭缝宽度/发射狭缝宽度为2.5 nm/5 nm，测定其在448 nm处的荧光发射强度，然后计算标准偏差σ，再通过滴定实验得到不同GSH浓度下的荧光发射光谱，将荧光发射光谱中448 nm处的荧光强度对不同浓度GSH(0～40 μmol/L)作图，线性拟合得到一条直线，如图7所示，其线性方程为Y=87.57c+154.22，线性相关系数R2=0.985. 由IUPAC定义的检出限公式(CDL= 3σ/k)，得到探针对谷胱甘肽(GSH)的检出限为0.13 μmol/L.可看出此探针对GSH具有较高的灵敏度.图7 448 nm处荧光强度随GSH浓度变化关系Fig.7 Fluorescence intensity at 488 nm was plotted as a function of GSH concentration3 结论综上所述，利用市售的对硝基苯胺通过三步反应合成了一种荧光增强型的GSH探针：2-甲基,6-丙烯酰基喹啉.通过核磁共振数据对该探针的结构进行了表征，通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱等手段对探针进行了相应的光谱性能测试，发现探针对谷胱甘肽(GSH)有较高的选择性. 此外，探针可以在水相中对GSH进行光谱检测，其荧光检测限可低至0.13 μmol/L. 因此，该探针可以对癌细胞内的谷胱甘肽(GSH)浓度进行相应的检测.参考文献：【相关文献】[1] ZHANG S Y, ONG C N, SHEN H M. 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DOI: 10.1021/ja020685y.。

Dihydroethidium (DHE)—超氧化物阴离子荧光探针呼~深吸一口气，你感受到了什么？饱含O2的气流，进入肺部，通过交换进入血液，再运输至全身各处，于是一种愉悦的情绪开始从身体内部升起、蔓延……这种深呼吸带来的安定感，除了供氧充足外，还没有给出特别合理的解释，只有斯坦福大学的一支团队给我们带来了一点启示，他们发现在小鼠脑干深处，有一群微小的神经元集群，它们将呼吸与放松、关注、兴奋和焦虑联系起来，连结着大脑的唤醒中心，可调节情绪状态。

这个发现也许能给呼吸与情绪的关系带来一定的启发，毕竟呼吸是那么的重要，它伴随着我们的一生，当然，任何过程都伴随着小小的隐患。

一个成年人一天大概需要0.75公斤的O2，氧分子在代谢过程中可能被单个电子还原，形成中间产物超氧阴离子O2-，其性质活泼，易与多种大分子结合使其失去活性。

生物体正常代谢过程和在各种环境胁迫下均能产生超氧化物，它们的积累将引起生物体内细胞结构和功能的破坏。

人体内正常有一套活性氧清除系统，但在某些疾病的影响下，会出现氧化应激现象（即氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化），超氧化物增多，所以在科研及疾病诊断中可以通过检测超氧化物的含量，来反应呼吸及疾病程度。

为此我们需要用到可以特异性识别超氧化物的产品——Dihydroethidium (DHE)就是我们今天的主角。

Dihydroethidium (DHE)是一种最常用的超氧化物阴离子荧光检测探针,能有效地检测活性氧类。

这种染料可以自由地进入细胞，在细胞内超氧化物阴离子作用下脱氢形成溴化乙锭。

溴化乙锭可以与RNA或DNA结合产生红色荧光。

当细胞内的超氧化物阴离子水平较高时，产生的溴化乙锭较多，红色荧光就较强，反之则较弱。

这样就可以用二氢乙锭进行超氧化物阴离子水平的检测。

在下面这篇文章中我们可以看到具体的DHE的应用。

这是一篇探究体外培养的CD34+细胞在缺氧和常氧状态下，抗氧化酶和谷胱甘肽氧化还原状态的变化的文章。

一种表征羟基自由基的新型荧光探针
羟基自由基（ROS）是生物体中最重要的一类垃圾，它可以被细胞内的多种酶分解，但是在超过一定的激活能量时，自由基可以发生反应，进而形成一定的有害物质。

羟基自由基在人体健康中起着极为重要的作用。

因此，研究人员通过开发新型的荧光探针来表征羟基自由基，从而控制它们的活动。

新型的荧光探针可以用来检测细胞内的羟基自由基水平，从而准确地测量细胞内活性水平，管理细胞活动状态，并加以控制产生有害物质的可能性。

它也可以用来检测临床标本中的活性水平信息，如血液、血清等。

最后，这种荧光探针可以用来检测水体中的活化度，以及药物活性水平。

新型的荧光探针可以通过多种形式实现不同的功效，并可以使用纳米传感器或其他类型的小型芯片进行密集、无缝的检测，从而提供快速、准确的测量方案。

该新型荧光探针通过特定的氧化还原反应，可以检测更精细的细胞结构，有效地反映细胞健康状态，并为进一步的研究打下基础。

它能够有效地测量活性水平，从而帮助科学家们在细胞和生物生物膜系统中研究羟基自由基的部署和变化。

此外，新型荧光探针具有较好的灵敏度、特异性和准确性，可以用来测定细胞、水体以及临床样本中的活性水平。

它有助于我们更好地理解羟基自由基的作用机制，也可以用来检测并控制自由基水平，从而改善人们的健康水平。

总之，这项新研究所提出的新型荧光探针具有革命性意义，能够有效表征羟基自由基，有助于我们进一步了解羟基自由基的作用机制，从而控制羟基自由基水平，最终改善人们的健康水平。

氧化还原荧光探针的制备及应用随着生物技术的不断发展，人们对荧光探针的研究也越来越深入。

荧光探针因其敏感度高、选择性好、实时监测等特点而被广泛应用于化学生物学、生物医学等领域。

其中，氧化还原荧光探针在疾病诊断与治疗、细胞信号转导、蛋白质酶、离子传递等方面具有广泛的应用。

本文将从荧光探针的基本结构和原理入手，介绍氧化还原荧光探针的制备及其在生物医学等领域中的应用。

荧光探针的基本结构和原理荧光探针通常是一种小分子有机化合物，由荧光染料和荧光增强基（例如吡啶、咪唑、萘）组成。

荧光染料通常是芳香族化合物，具有吸收和荧光发射波长。

荧光增强基与荧光染料通过共轭作用进行能量传递，将荧光的强度增强。

荧光探针在生物医学、环境科学以及食品安全等领域有着广泛的应用。

荧光探针的检测原理基于分子的光电行为。

当荧光探针分子吸收光子能量后，电荷状态发生变化，例如荧光分子中的电子被激发到基态之上。

随后，分子中电荷状态的变化从某种方式被传导到荧光染料的芳环环境上，促使其从高能量激发态过渡到低能量激发态，从而导致荧光发射。

氧化还原荧光探针的制备氧化还原荧光探针通过不同的生物过程，对物质分子的还原或氧化反应进行监测，例如细胞死亡、炎症、DNA损伤等。

氧化还原荧光探针可通过结构设计和化学修饰来实现对氧化还原反应的敏感性和选择性。

同时，荧光探针的进一步优化可以提高其荧光性能、微观信息的获取能力等，进而为生物学进一步深入研究提供更多的可能性。

一种常见的氧化还原荧光探针的制备方法是利用有机化学的合成技术，通过有机合成反应构造含氧化还原反应基团的荧光分子。

例如，4-aminophthalimide由p-氨基苯甲酸酐和对苯二酸二乙酯反应制得。

接着，通过与分子中的选择性基团的配位实现对环境中氧化还原反应的有效检测。

氧化还原荧光探针的应用氧化还原荧光探针在临床医学、生物医学以及疾病预防和诊断等领域有着广泛的应用。

临床医学方面，而且氧化还原荧光探针可用于肿瘤细胞、癌细胞、心脏病和阿尔茨海默病等疾病的诊断与治疗。

生物学中的化学探针的应用生物学中的化学探针是指一些用来探测生物体系中化学变化的分子工具。

化学探针具有高度的选择性和灵敏性，可以被用来探测特定的生物分子或化学过程。

其应用广泛，例如细胞成像、蛋白质结构研究和药物研发等领域。

1.细胞成像中的化学探针因为细胞、组织和器官之间的互动是生命体系内关键的，因此清楚地揭示这些过程对于了解生命体系的基本机制具有关键性。

在过去的几十年里，化学探针已成为生命科学中的一种重要工具。

细胞成像中的化学探针可分为发光探针、染色探针和受体探针。

发光探针被广泛地应用于细胞成像中。

本质上，在将适当的基团与发光团结合起来后，发光探针会呈现出特定的发光行为。

由于发光探针较易于制备和标记，因此在细胞成像方面的应用变得更加易于进行。

例如，作为一种最早被使用的发光探针，氧化还原型发光探针可以被用来精确地控制德细胞内氧化还原状态的变化。

而具有亲油性的探针可以被用来探测细胞膜的亲水性通过膜上的静电场产生的变化。

此外，在动物的研究中，在深部机体内应用荧光探针，可以凭借较少的非侵入性方法来直接观察器官或组织的构成和功能。

2.蛋白质结构研究中化学探针的应用蛋白质生物学是理解生命现象密不可分的一部分，而蛋白质的结构研究是建立基本的生命机制和动力学的关键过程。

化学探针的应用扩大了相关领域中的涵盖范围，特别是在确定蛋白质结构方面。

形状识别是蛋白质结构研究的主要方法。

化学探针的成功运用不能不提到人类细胞核外蛋白Dynein的研究。

按子单位埋穴的方式，研究者们发现蛋白质的不规则塞入了小孔中。

这种发现一定程度上让科学家们认识到了蛋白质中拓扑结构的意义。

在化学探针被用于研究诸如蛋白质等高级生命组分时，测量精度和空间分辨率的提高，使得现在的生物物理和生物化学计算可以有效地定量和描述想要证实的发现而与像单独的蛋白质结构研究之类的传统实验相联系。

3.药物研发中的化学探针建立一种新型药物的最初步是要找到与所希望治疗疾病相关的分子或细胞组分。

dcfda法-回复dcfda的含义与应用。

DCFDA是一种广泛应用于细胞生物学和药物筛选领域的荧光探针，它可以用于评估细胞活力、检测细胞应激和测定细胞中的氧化还原状态。

在本文中，我们将逐步介绍DCFDA的使用方式和优势，并探讨其在细胞研究中的作用。

首先，DCFDA是一种草酰荧光氯化酯（dichlorofluorescein diacetate）探针，通过测量其转化为草酰荧光素（dichlorofluorescein）的草酰酶（esterase）活性，来评估细胞中的活性氧（reactive oxygen species, ROS）水平。

活性氧在正常代谢过程中产生，但在细胞应激、疾病进展和氧化损伤等情况下，可能会过度积累，导致细胞损伤甚至死亡。

因此，对于研究活性氧的产生和剧烈变化具有重要意义。

其次，DCFDA的使用方法相对简单。

首先，将DCFDA溶解在适当的溶剂中，制备一定浓度的工作溶液。

然后，将待测细胞分配到96孔板中，对照组和实验组各设置3个孔。

接下来，向每个孔中添加适量的DCFDA 工作溶液，使其最终浓度在细胞耐受范围内。

最后，孔板放置在培养箱中，恢复适宜的培养条件。

一定时间后，可以使用荧光显微镜或流式细胞术测量细胞中草酰荧光素的荧光强度。

草酰荧光素的荧光强度与细胞内活性氧水平成正比。

DCFDA在细胞研究中具有多种优势。

首先，它是一种非侵入性的探针，不会对细胞造成实质性的损伤，可以长期监测细胞的活性氧水平。

其次，DCFDA具有较高的灵敏度和选择性，可检测低浓度的活性氧水平，并与其他产生荧光的物质区分开来。

此外，DCFDA的使用方法简单直观，易于操作。

最重要的是，DCFDA可以应用于不同类型的细胞和组织，包括培养的细胞、原代细胞和体内细胞，为不同研究领域提供了广泛的适用性。

通过DCFDA的应用，我们可以得到许多有用的信息。

首先，我们可以评估细胞内活性氧水平的变化情况，了解细胞对环境应激的响应和适应能力。

第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023用于检测次氯酸的线粒体靶向荧光探针研究进展李梦婷（云南师范大学 化学化工学院，云南 昆明 650500）摘 要: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。

关 键 词：次氯酸；线粒体；荧光探针中图分类号：O657.3 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0426-04线粒体是一种控制着细胞进行有氧呼吸的细胞器，存在于很多细胞中，能够产生各类活性氧物种，同时拥有调控细胞周期、生长、凋亡等的能力[1]。

HOCl在免疫系统和调节细胞微环境的氧化还原稳态中起重要作用，当线粒体中的HOCl浓度超过正常值时范围，会引发关节炎、动脉硬化、血清异常、心脑血管疾病、细胞异常死亡等一系列疾病[2-4]。

在各种类型的活性氧中，次氯酸是最重要的一种，因此线粒体中次氯酸的实时检测和成像有助于检查细胞的状态[5-9]。

目前，已经报道了许多检测次氯酸的方法。

例如电化学分析法，因其响应速度快，信号采集和约定容易，数据分析简单优点而被广泛使用[10]。

然而，与这些相比方法，小分子荧光探针拥有更好的膜渗透性，荧光探针技术可以更好地执行实时原位成像，卓越的灵敏度和选择性，简单的操作和实时监控的能力而成为强大的工具[11-13]。

在最新的研究中，小分子荧光探针用于检测 HOCl 得到了迅速的发展并很好地应用于双向传感和成像应用[14-17]。

细胞内氧化还原状态荧光探针的原理与应用刘奥;祁星;张颖超;徐天雪;易静;杨洁【摘要】Redox state indicated by reactive oxygen species (ROS) level is a cellular physiological feature.Redox status is exactly controlled by conserved system.Its alterations consequently modulate various biological activities and play important roles in cells and organism under physiological and pathological conditions.Hence detection of redox state is deemed as an important technique both in basic and clinical researches.The present article reviews the principle and current applications of fluorescent probes or sensors for redox detection.With comparison of properties of various probes,especially genetic coding fluorescence probes,much understanding will be gained.And the review helps us to understand how to apply the redox probes on the biological and clinical researches and eventually look forward to new applications in the cell and whole animal level.%细胞的氧化还原状态或活性氧水平是其基本的生理特征.它自身受到精细的调控,同时也调控细胞功能,在细胞、机体的生理和病理活动中扮演重要角色.检测细胞氧化还原状态及其变化是目前基础研究和临床研究中的重要内容.该文就目前检测方法中的荧光探针做一综述.通过介绍不同荧光探针的原理和特征,尤其是遗传编码荧光蛋白探针的原理和应用,理解荧光探针在基础研究和疾病相关研究中的应用,并展望其在细胞及动物整体水平新的应用前景.【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】7页(P101-107)【关键词】氧化还原状态;活性氧;荧光探针;遗传编码荧光蛋白探针【作者】刘奥;祁星;张颖超;徐天雪;易静;杨洁【作者单位】上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025;上海交通大学医学院生物化学与分子细胞生物学系,上海市肿瘤微环境与炎症重点实验室,上海200025【正文语种】中文【中图分类】R319细胞的氧化还原状态（reduction-oxidation state，redox state）通常是指细胞内氧化还原反应的平衡状态，即电子在生物分子之间传递的平衡状态。