分会

第三分会：生物分析化学

摘要

半胱氨酸（Cys）是生物体内的一种重要的生物硫醇，在人体的生理和病理过程中起着重要的作用。然而，由于缺乏具有优良光物理性质的荧光探针，生物体系内源性半胱氨酸的检测与可视化成像研究仍然受到阻碍。因此，在本研究中，我们以改善荧光团的光物理性质出发，尝试开发优良的荧光探针用于活体内半胱氨酸的检测与高分辨成像。首先，通过引入不同的吸电子或给电子取代基对双氰基异佛尔酮荧光团进行合理的结构修饰，得到七种新型荧光团。接着，通过考察七种荧光团在不同pH溶液下的光谱，发现具有吸电子取代基（-F、-Cl、-Br，-CHO）的四种荧光团的pKa值显著降低，脱质子化完全，在生理pH下完全以近红外发射的苯酚盐形式存在，具有明显增强的近红外荧光发射强度和广泛的pH适用范围。随后，我们通过在这三种新获得的荧光团中分别引入丙烯酸基团作为半胱氨酸识别单元，开发了四种半胱氨酸荧光探针（F-Cys、Cl-Cys、Br-Cys）。接着，通过综合评价四种探针对Cys的传感性能，筛选出最佳的半胱氨酸荧光探针Br-Cys。在溶液中，Br-Cys具有灵敏度高（检测限为86.9 nM）、响应快（10分钟）、近红外荧光增强比例大（214倍）、选择性好、光稳定性强，斯托克斯位移大、pH适应性广等优点。此外，Br-Cys还成功地被用于细胞、组织和小鼠内Cys的特异性监测和成像。总言之，本研究提供了调控pKa改善荧光团光物理性质的新策略，而且为理解Cys在生命系统中的生理和病理功能提供了一个潜在的工具。

关键词

荧光探针;半胱氨酸；;pKa调控；;合理设计荧光团；;体内成像；

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