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
作者吴庐陵黄楚森贾能勤
来源《上海师范大学学报自然科学版》2016年第06期
摘要由于传统的pH计不能很好地应用在微环境如亚细胞器和复杂生物体系中的pH值动态和精确定量检测因此迫切需要研究可监测复杂多变生物体系中pH值变化且具有高灵敏度的pH值响应分子探针就近年来用于生物体系主要是活细胞内pH值检测的小分子荧光探针作简要综述同时对目前基于有机小分子构建的荧光探针用于生物体系pH值检测研究及其未来的发展趋势进行展望
关键词pH值比色荧光检测荧光探针
中图分类号O69文献标志码A文章编号10005137201606074206
汇区桂林路100号上海师范大学生命与环境科学学院邮编200234Email
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生物体系微环境化学反应的进行或完成与pH值密切相关同样组织、细胞或酶的许多生理过程如细胞增殖或凋亡、离子运输、内吞作用、多药物耐药性或肌肉收缩等活动也与pH值紧密相关pH值的改变还会通过间隙连接和信号通路的变化影响到突触传递、神经元兴奋性和细胞间耦合等神经系统活动细胞内的pH值对细胞内稳态和许多生理过程有着重要的影响1例如细胞内酸性亚细胞器的溶酶体其pH值的改变可能影响着蛋白质降解细胞膜修复甚至是细胞死亡23与此同时细胞内pH值不正常会引发如癌症和阿尔茨海默等一系列疾病有报道指出细胞酸化是细胞凋亡的早期特征4例如肿瘤细胞内的pH值6771要比细胞外的pH值74低而正常细胞内的pH值是72普遍低于其细胞外的pH74在一定程度上肿瘤细胞及其微环境的pH值异常促进肿瘤细胞增值、新陈代谢、细胞迁移和侵袭进程4因此实现对生物体系尤其如细胞内溶酶体等微环境的pH变化的动态可视化和定量检测能够更深入地理解受pH值影响的信号转导和相关生理进程以便依此设计出更好的药物和实现精准医学中的个体化治疗
1荧光分析法用于pH值变化的检测
很多生理进程都以细胞为单位发生因此对于生物体系中pH值的检测通常都以细胞内外的pH值变化为监测对象在正常生理条件下根据pH值不同可以把生物体系中的pH值分为细胞外pH值和细胞内pH值后者又可以划分为两个部分酸性细胞器pH值为4560及细胞质pH值为6874细胞内外酸性或碱性太强都会引起细胞功能障碍由于传统的
fpH值计不能很好地应用于细胞微环境中pH值的检测因此开发出用于监测复杂多变生物体系微环境中pH值变化的分子探针对于理解pH调控的信号转导和各种生理进程显得极为迫切
荧光探针检测法是基于荧光信号变化的pH值测定方法基于有机小分子r