3-羥基黃酮類ESIPT熒光探針用于氧還信號通路關鍵小分子(H2O2和GSH)檢測的研究.pdf

1、人和動物機體內，伴隨細胞呼吸和能量代謝，時刻發(fā)生著有氧氧化。與此同時，細胞產(chǎn)生活性氧分子(ROS)。當細胞受到內外環(huán)境的刺激時，ROS產(chǎn)生增多，從而破壞機體氧化與抗氧化系統(tǒng)之間的平衡，最終導致氧化應激。氧化應激被認為是導致衰老和疾病的一個重要因素。在機體中，與氧化還原相關的活性小分子能夠協(xié)同調節(jié)細胞的氧化還原狀態(tài)，這對維持細胞正常的內穩(wěn)態(tài)至關重要。細胞中相對穩(wěn)定且含量較高的ROS為H2O2，而具有代表性的還原性物種為谷胱甘肽(GSH)。

2、檢測細胞內二者的水平，能在一定程度上反映細胞所處的氧化還原狀態(tài)，通過研究胞內的氧化應激狀態(tài)，可應用于對抗氧化藥物的藥效進行評估。
　　熒光傳感器由于具有靈敏度高、特異性強、線性范圍寬、易于修飾等優(yōu)點，近年來被廣泛用于細胞內小分子的檢測。激發(fā)態(tài)分子內質子轉移(ESIPT)的熒光傳感器憑借其較高的熒光量子產(chǎn)率、較大的Stokes位移以及具有兩個熒光發(fā)射峰、可通過雙波長比率檢測等特性近年來逐漸受到人們的關注。3-羥基黃酮(3HC)類化合

3、物是一類典型的具有ESIPT機制的熒光化合物，對外部微環(huán)境的極性變化非常敏感。已被廣泛應用于核酸、蛋白質、聚合物以及磷脂質囊泡等生物大分子的研究。
　　本論文以3HC為母體熒光團，在溶液中進行的熒光實驗結果顯示，富含α-螺旋結構的蛋白質牛血清白蛋白(BSA)提供的疏水微環(huán)境中可以增強3HC的ESIPT效應，導致體系出現(xiàn)兩個熒光發(fā)射峰。激光掃描共聚焦顯微鏡實驗結果證實，該母體熒光團在富含蛋白質的細胞中發(fā)射的熒光較強。因此，在3HC母

4、體上分別修飾上H2O2的檢測基團硼酸頻哪醇酯，和GSH的檢測基團2，4-二硝基苯磺酰，得到比率計熒光探針3HC-18-1和3HC-19-2。二者被用于檢測溶液中的H2O2和GSH時，由于檢測基團被靶分子切割，得到3HC母體并在BSA存在的溶液中發(fā)射熒光，從而實現(xiàn)對靶分子的“Turn-on”型檢測。實驗結果顯示，3HC-18-1和3HC-19-2均具有很高的靈敏度和較好的選擇性，并都能應用于Hela細胞中H2O2和GSH的檢測。