硫化氫熒光探針的制備及其在生物醫(yī)學成像中的應(yīng)用.pdf

1、硫化氫(H2S)以其刺激性氣味和有害性質(zhì)而聞名，是一種重要的內(nèi)源性氣體遞質(zhì)。H2S，一氧化氮和一氧化碳并稱為生物學中三種氣態(tài)介質(zhì)分子。H2S在體內(nèi)的含量，與不同的生理過程相關(guān)。例如:H2S可參與血紅蛋白改變，能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)多種酶，對神經(jīng)細胞進行調(diào)節(jié)，舒張血管平滑肌，保護胃黏膜，減小壓力的作用?？墒?，生物體內(nèi)H2S失調(diào)則會導致機體嚴重損傷，比如老年癡呆癥，唐氏綜合征，糖尿病，肝硬化等。所以實現(xiàn)生物體內(nèi)H2S的檢測具有十分重要的生物學意義。在

2、檢測H2S的技術(shù)手段中，熒光探針具有選擇性好、靈敏度高、對生物樣品損傷小、可實現(xiàn)實時檢測等優(yōu)點，而普遍應(yīng)用于檢測生物體的H2S。本文結(jié)合H2S探針研究性狀，設(shè)計合成了不同機理的H2S熒光探針，并進行了深入的研究。
　　(1)以BODIPY作為熒光平臺，設(shè)計合成了BH-HS探針。BH-HS探針是第一個以TICT機理合成的，熒光信號增強的探針。H2S的加入，使TICT機理受到抑制，探針在535 nm處表現(xiàn)出很強的熒光。該探針有很多優(yōu)點

3、，如響應(yīng)時間很短、細胞毒性小、較好的選擇性、抗其他分子干擾能力強等。另外，用肉眼就能夠觀察到溶液顏色的變化，伴隨著紫外燈下也可以觀察到探針熒光顏色的變化，是一種能夠進行生色傳感的熒光探針。對探針進行細胞內(nèi)成像，結(jié)果顯示，該探針具有優(yōu)異的細胞滲透性，可以對細胞內(nèi)源性和外源性的H2S進行檢測。
　　(2)根據(jù)分子內(nèi)親核取代反應(yīng)和ESIPT機制，以苯并噻唑為平臺，開發(fā)了基于ESIPT機理的具有大的熒光信號增強的H2S熒光探針。向ESIP

4、T-HS中添加H2S引起462 nm處熒光信號大的加強，因為由H2S觸發(fā)探針的熒光，并釋放具有更強的ESIPT態(tài)發(fā)射的化合物HBT的藍色熒光。該探針顯示出良好的性質(zhì)，例如大的熒光增強信號，大的斯托克斯位移，良好的選擇性和低的細胞毒性。熒光成像顯示ESIPT-HS是膜滲透性的，并且適合于在活細胞中觀察外源性和內(nèi)源性的H2S。
　　(3) H2S作為信號分子，在人體的許多生物過程中起關(guān)鍵作用。在細胞器水平，需要研究工具來解釋線粒體中H

5、2S的復(fù)雜的生理作用。為了達到這個目標，以萘酰亞胺為熒光平臺，根據(jù)ICT機理開發(fā)了一個快速響應(yīng)和線粒體靶向的雙光子熒光H2S探針(MT-HS)，該探針具有大的熒光信號增強倍數(shù)（40倍熒光增強）。向MT-HS中加入H2S后，在540 nm附近的熒光信號顯著增強。該探針可以在活細胞中對外源性和內(nèi)源性H2S成像，探針具有線粒體靶向性，并且與Mitochondriat-Tracker具有高的共定位系數(shù)。重要的是，探針可以檢測線粒體中H2S引起的