一种基于苯并噻唑的长波长双响应性荧光探针对粘度与H2O2的检测

摘要

H2O2是一种常见的生物活性小分子,其在细胞增殖,炎症反应,细胞信号传输等过程中都起着重要的作用。细胞粘度是一项重要的生理微环境参数,其为细胞是否正常运转的关键指标。研究还表明,一些重大的生理疾病与细胞组织的粘度及过氧化氢浓度异常均有着密切的关联,如阿尔茨海默病、癌症。因此开发能有效同时检测H2O2及粘度的分析方法对揭示相关生理病理机制及重大疾病的诊断有着重要的意义。研制了一种能有效检测H2O2与粘度的双响应型荧光探针(1)。由于存在扭曲分子内电荷转移(TICT)的猝灭效应,探针(1)几乎不具有荧光发射特性。而随着环境体系粘度的增高,TICT效应被抑制,探针(1)呈现出了强的荧光发射,且发射峰位于近红外波段处(680 nm)。随着粘度从1.996 cp增至851.8 cp,探针的荧光强度增幅达到了85倍。探针还能对H2O2产生灵敏的荧光响应,发射峰位置在590 nm处。响应原理为H2O2能与探针中的苯硼酸基团反应使探针脱除掉与吡啶氮原子相连的亚甲基苯硼酸,从而减弱了探针分子中的TICT效应以及分子内电荷转移(ICT)效应,因此探针溶液荧光发射显著增强且探针溶液的紫外光谱发生了明显的蓝移(吸收峰从540 nm移至460 nm),对应溶液颜色从红色变为黄色。荧光光谱测试表明探针(1)对H2O2的检测具有高的选择性与灵敏度,探针体系在590 nm处的荧光强度与H2O2的浓度呈良好的线性关系,线性范围为0~25μmol·L^-1,根据IUPAC的3σ法计算得出检测限为0.34μmol·L^-1。此外细胞荧光成像实验表明探针(1)具有较好的生物相容性及细胞膜通透性,且能实现细胞内H2O2的成像分析。