基于香豆素结构半胱氨酸荧光探针的合成及其性能研究文献综述

文献综述

1、本课题研究的意义和价值

生物体内某些含巯基化合物如半胱氨酸、同型半胱氨酸、二硫苏糖醇、谷胱甘肽等在维持生命体系氧化还原动态平衡中发挥着重要作用，高选择性、高灵敏度的检测生物巯基物质在生化研究和相关疾病诊断中均具有重要的意义^[1]。半胱氨酸参与人体蛋白质的合成，具有重要的生化功能，且与一些综合征相关。由于其反应活性高，有许多的生物功能^[2]。目前用于检测半胱氨酸的方法主要有电化学法、比色法、荧光法、高效液相色谱法以及毛细管电泳法等。但是虽然检测的方法很多，但是由于绝大多数氨基酸的结构相似，很难做到高选择性和专一性的检测。而荧光探针是一种能够根据荧光分子的信号非常有效地识别表达分子的工具，荧光分子探针通常由三部分组成：荧光团、连接臂及识别基团^[3-7]。荧光团是荧光分子探针的最基本组成部分,荧光团的作用是将客体分子的识别信息转化为荧光信号。连接臂用来连接荧光团和受体,此外它还起到当分析对象进入识别基团时引起荧光团的光化学性质发生改变的枢纽作用。所以荧光探针分子能够对离子、分子等目标物质的化学信号转变为光学信号，对其进行特异性的识别，所以荧光探针能够很好地识别和检测离子、分子等目标物质。而且由于荧光探针拥有专一性好、灵敏度高、操作简便等多种优点，可以应用于很多不同的领域如生物、环境等以检测及识别目标物质^[8-13]。因此，荧光分析法能够很好的应用于半胱氨酸的检测。

经过近几年的探索研究，荧光探针的种类有千千万万种，都具有很好的应用。荧光探针若按照其结构有罗丹明类、香豆素类、BODIPY类、蔡醜亚胺类以及焚光素类等。而香豆素化合物作为荧光材料具有很多优点,如荧光量子产率高，稳定性好，StokeS位移大以及光物理和光化学性质可调等,香豆素类荧光探针的设计合成及其应用成为研究热点^[14-17]。所以本课题致力于研究香豆素结构半胱氨酸荧光探针分子的合成，以最节省、环保的方法合成目标产物，探索出其性能，更好地应用于生物医学方面。

2、课题研究的现状及发展趋势

目前，已经有越来越多的人研究香豆素类荧光探针的合成，比如张等^[18]首次设计合成了一种新型的基于香豆素的荧光探针来识别色氨酸。探针是7-羟基香豆素-4-甲醛。该探针可在中性缓冲溶液体系中识别色氯酸,且别的一些常见氨基酸不干扰探针对色氨酸的检测。杨等^[19]合成了一种新型的半胱氨酸荧光探针, 能够专一性识别半胱氨酸而不受同型半胱氨酸、二硫苏糖醇、谷胱甘肽和其它氨基酸的影响; 该探针本身无色, 无荧光, 与半胱氨酸作用后, 紫外吸收光谱蓝移约20nm, 荧光强度增强200倍, 荧光颜色由无色变为深蓝色, 可实现裸眼观测。但是虽然各有各的优点，如能够实现裸眼观测，也存在很多的问题，该反应对合成过程中的要求较高、操作复杂，而且产率很低，所以极大地影响了成本问题。本课题根据目前的发展状况，更加简便、环保、有效地合成了一种香豆素类荧光探针，能够准确地分析出对于半胱氨酸的性能^[20]。