构建的pH值荧光探针是用一些有机小分子的荧光特性来指示目标介质酸碱度的变化用荧光探针测定pH值是一种非侵入性的方法既不会破坏样品同时具有灵敏度高、选择性好、细胞毒性低、细胞膜透过性好及测试方法简单等特点尤其是相比于绿色荧光蛋白等大分子构建的pH值探针有机小分子荧光探针对生物体系的扰动更小因此基于有机荧光小分子探针的pH值检测法利用荧光信号的可视化读出可以实时监测细胞内pH值的变化和动态分布从而极大地推动了生物体系内pH值相关的信号转导和各类生理进程的研究基于此用于检测亚细胞器56、细胞质7和整个细胞8pH值变化的荧光探针的设计与开发研究在近年来备受关注荧光素、萘酰亚胺、花菁和BODIPY等染料在小分子pH值探针的构建方面得到很大程度的应用这些pH值探针可以通过染料的荧光或颜色的变化实现对pH值的高选择性动态检测911
上海师范大学学报自然科学版JSha
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ivNatSci2016年第6期吴庐陵黄楚森贾能勤生物体系中有机小分子构建的pH值检测荧光探针研究进展11荧光素类
13BODIPY类
图4基于PET机理的荧光分子传感器1aBODIPY类荧光染料光稳定性好荧光量子产率高摩尔消光系数高然而其母体结构难以引入活性基团极大地限制了其在生物学领域中的应用Hall20等以BODIPY为骨架设计合成了offo
型荧光探针1a图4该探针是典型的光诱导电子转移PET机理探针且可以被近红外光区域波长的光激发通过对其在不同极性溶剂中的光谱性质进行研究发现荧光强度随溶剂极性增大而增大在PBS缓冲溶液中其pKa值为69荧光强度随pH值的减小而增大在响应的pH值检测范围pH值工作窗口内荧光强度增加了近3倍该探针被用来对HeLa细胞进行荧光成像主要分布在细胞质中具有良好的成像效果
14萘酰亚胺类
图5化合物5和7的结构21萘酰亚胺类荧光染料色泽鲜艳、荧光量子产率较大是一类极其重要的功能染料2008年Boji
ov21等设计合成两种基于萘酰亚胺的具有pH值响应的分子传感器化合物5和7图5荧光发射是黄绿色在NN二甲基甲酰胺和水NN二甲基甲酰胺1∶4vv体系中分别研究了两个化合物的光物理性质表明化合物5的荧光发射对pH值不敏感而化合物7在较宽的pH值范围内荧光变化明显这一现象是由于5的哌啶氨基质子化更弱而7可以是很好的“offo
”型荧光pH值探针其PET机理如图6所示
15花菁和半花菁类
f图7基于花菁染料的pH探针结构花菁和半花菁类染料在最大吸收波长处有高的摩尔消光系数以及良好的水溶性同样具有低的细胞毒性并且已广泛应用在比色、荧光传感中2224申请公布号为CN104086536Ar