省部重点实验室
第2楼2010/12/06
基于BODIPY的金属离子荧光探针研究
2.1基于BODIPY染料的Hg2+荧光探针
生物体内的一些分子含有疏基,他们能与汞离子形成稳定的配合物[11-12],从而影响探针在生物环境下识别汞离子,限制了他们在生物领域的应用,因此开发一种能够应用在实际自然环境条件下实现在细胞内检查汞离子的荧光探针很重要。文献报道已经合成的有以下几种:其中B1[13]和B2[14]如下
图2.1.1 基于BODIPY染料的Hg2+离子探针
2.2基于BODIPY染料的Pb2+荧光探针
Pb2+是环境中含量最高的重金属污染物,同时危害着人类健康,能引起消化系统、神经系统以及心脏等器官的病变,因此,如何测定Pb2+已成为研究的热点。开发高灵敏度、高选择性、水溶性的Pb2+离子探针的研究意义重大。有关文献报道[15],合成了以BODIPY为荧光信号平台的荧光分子探针BPb1。如下图所示:
BPb1在乙睛中可以选择性地识别Pb2+,并且加入Pb2+后BPb1荧光强度明显增大,而其他过渡金属离子对BPb1有较小的荧光作用,且对金属离子Pb2+的测定干扰很小。
图2.2.1 BPb1结构式
2.3基于BODIPY染料的Zn2+离子探针
图2.3.1
Akkaya小组利用BODIPY设计了一具有良好水溶性的近红外探针[16]( 图2.3.1),可以用于光动力学和锌离子的检测。其水溶性是加入了六个TEG基团,检测锌离子的基团是DPA,其最大吸收波长为680 ILrn,有高的摩尔消光系数,在水的缓冲液中(5%乙醇做共溶剂)最大发射波长为726 nnl。锌离子的加入后,荧光下溶液由几乎不可见的颜色变为亮红色,其表观解解常数为2x10-7M,尽管汞离子和镉离子对它有响应,但在生理环境中几乎没有影响,且对于其它阳离子没有任何响应。这种探针的合成便捷,有助用其它检测基团来修饰。
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3 检测自由基
2004年Tetsuo Nagano课题组设计合成了一种测NO的荧光探针[21],该探针以BODIPY为荧光发色团,由于邻苯二胺PET的作用几乎不发荧光,荧光量子产率只有0.002,当与NO反应后,邻苯二胺形成一个三唑环,荧光恢复,量子产率高达0.74。2007年Gonzalo Cosa等人利用α-生育酚对过氧化烷氧自由基(ROO·)的清除能力,通过共价键和荧光染料BODIPY结合起来,在激发光下,酚对BODIPY产生了光诱导的分子内电子转移(PET),从而引起荧光猝灭。当酚结构被ROO·氧化变成醌式后,PET消失,BODIPY的荧光恢复,而且荧光增强与ROO·的浓度是成正比的,所以B-TOH能够用来定量地检测ROO·[22]。
2008年Dan Yang等人利用对甲氧基苯酚和次氯酸的专一性反应,合成一种
BODIPY为母体的荧光探针,当对甲氧基苯酚被次氯酸氧化成苯醌后,荧光恢复,从而高选择性的检测次氯酸[23]。
4 展望
BODIPY类荧光染料由于其良好的光学性质,会越来越受到大家的关注。具有低毒性,良好的膜穿透性和水溶性的近红外的BODIPY荧光染料仍是人们研究的热点之一,BODIPY荧光染料进行特定修饰后,可以广泛的应用到分析化学、
生物化学、医学、临床诊断、环境科学等领域中,应用前景非常广阔。
参考文献:
[1] Zha,CamPbell RE,Ting A Yetal.Creating New Fluoreseent probes for Cell Biology,Nature Reviews Molecular Cell Biology,2002,3:906-918.
[2] Guo BC,Peng XJ,Cui A J etal.Synthesis and