摘要
半胱氨酸、同型半胱氨酸和还原型谷胱甘肽是生物系统中硫醇的重要组成部分，在维持生理环境的氧化还原平衡和参与细胞内信号转导等多种生理过程中起着重要的作用。然而，它们在体内的含量异常也往往会导致一些病理情况的产生，如半胱氨酸含量异常，可能会导致机体肝损伤、水肿、生长缓慢等；同型半胱氨酸水平异常可能导致阿尔茨海默症和心血管疾病等；还原型谷胱甘肽异常往往伴随着癌症、神经退行性疾病等。它们对机体的影响各异，因此能够区分检测这些生物硫醇并了解它们各自的作用是非常有必要的。荧光探针由于其非侵入性和生物体可用等优势得到广泛的关注。然而，由于半胱氨酸、同型半胱氨酸以及还原型谷胱甘肽在结构上具有一定的相似性，对它们的检测比较难，所以目前能实现对半胱氨酸、同型半胱氨酸以及还原型谷胱甘肽区别检测的荧光探针还比较少。针对以上问题，本论文拟根据这些硫醇的结构特征，选用具有良好荧光性质的罗丹明染料和磺酰基苯并恶二唑染料为信号报告平台，在此基础上修饰硫醇识别位点，构建了系列硫醇荧光探针，并实现了三个硫醇的区别检测。具体研究内容如下： 第一，针对半胱氨酸、同型半胱氨酸以及还原型谷胱甘肽区别难的问题，我们利用罗丹明染料和磺酰基苯并恶二唑染料，基于芳香取代-重排机理和天然化学连接机理，设计和合成了荧光探针TFP-1。荧光探针TFP-1以苯硫酯和硫醚键作为生物硫醇的识别位点，对巯基苯乙酸为连接基团，实现了对半胱氨酸、同型半胱氨酸以及还原型谷胱甘肽的区别检测。并且荧光探针TFP-1对半胱氨酸、同型半胱氨酸以及还原型谷胱甘肽具有很好的选择性，能够在DMF-PBS缓冲液中产生三组不同的荧光信号。不过荧光探针TFP-1的对生物硫醇的响应时间长，在实际应用上可能存在一定的缺陷，对此，我们期望能够得到一个能快速检测生物硫醇的荧光探针。 第二，为了解决上述工作中存在的响应时间长，反应速度慢的问题，我们设计和合成了荧光探针TFP-2。荧光探针TFP-2在荧光探针TFP-1结构的基础上将硫醚键位点变成硒醚键，使得荧光探针TFP-2的响应速度相较于TFP-1得到了大幅度的提升，由此可以实现快速区别检测半胱氨酸、同型半胱氨酸以及还原型谷胱甘肽。同时荧光探针TFP-2在DMSO-PBS缓冲液中对生物硫醇具有专一的选择性，灵敏度高。在细胞毒性实验中表明荧光探针TFP-2具有较低的细胞毒性，在细胞应用上具有很大的应用潜力。
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