雙光子H2S熒光探針的合成及其性能研究.pdf

1、H2S作為生物體內(nèi)的第三代內(nèi)源性信號分子，與多種生理病理過程密切相關(guān)。在哺乳動物細胞中，H2S的產(chǎn)生和代謝是由多種酶控制的，如胱硫醚-γ-裂合酶(CSE)、胱硫醚-β-合成酶(CBS)、半胱氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(CAT)和3-巰基丙酮酸硫轉(zhuǎn)移酶（3-MST）。一旦這些酶促反應(yīng)發(fā)生失衡，就會導(dǎo)致H2S濃度的異常，從而引起唐氏綜合癥、老年癡呆等多種疾病。傳統(tǒng)的H2S檢測技術(shù)，如亞甲基藍法、色譜法、電化學(xué)法等，對組織損傷大且操作步驟繁瑣。相反，新興

2、的熒光檢測技術(shù)則具有傳統(tǒng)的檢測技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢，因此開發(fā)出響應(yīng)速度快、靈敏度高、選擇性好、組織損傷小、適于活體細胞和組織的H2S熒光探針尤為重要。
　　苯并咪唑類化合物除了在藥物方面的應(yīng)用，還可以作為熒光探針的母體應(yīng)用于生物分子或離子的檢測。2-(2-羥基苯基)苯并咪唑(HBI)類化合物可發(fā)生激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)，存在酮式和烯醇式互變異構(gòu)。此外，它斯托克位移大、熒光量子產(chǎn)率高且可用于雙光子顯微鏡成像。但是目前基于苯

3、并咪唑類熒光團的探針報道的還比較少。本文以2-(2-羥基苯基)苯并咪唑(HBI)為結(jié)構(gòu)母體，在其5位引入哌嗪衍生物對其進行修飾，利用H2S的強親核性，設(shè)計合成了兩個基于芳香硝基硫解反應(yīng)的新型雙光子H2S熒光探針。
　　本文以間溴苯胺為原料，經(jīng)過硝化反應(yīng)生成5-溴-2-硝基乙酰苯胺，再與哌嗪衍生物經(jīng)過芳香親核取代、水解反應(yīng)生成5-(4-甲基哌嗪)-2-硝基苯胺，然后在鈀/碳作用下催化加氫還原生成鄰苯二胺類衍生物，再和水楊醛環(huán)化生成2

4、-(2-羥基苯基)苯并咪唑HBI的哌嗪類衍生物，最后和2，4-二硝基溴苯發(fā)生親電取代生成目標化合物5-(4-甲基哌嗪)-2-（2-（2，4-二硝基苯氧基）苯基）苯并咪唑(1)和5-(4-羥乙基哌嗪)-2-（2-（2，4-二硝基苯氧基）苯基）苯并咪唑(2)。并通過測試其光譜性質(zhì)、熒光滴定、離子選擇性、熒光成像和細胞毒性等實驗對其性能進行研究。實驗結(jié)果表明:合成的兩例熒光探針對H2S具有較高的靈敏度(分別為2.2μM，2.3μM)、較高的選