3-氨基香豆素衍生的熒光探針

背景介紹重金屬和硫化物、過氧化物在環(huán)境或細胞中的含量超標會嚴重威脅生物和人體健康，實時高效便捷地檢測這些對環(huán)境和人類有重大威脅的有害物質是否過量非常重要。同時，谷胱甘肽等生物硫醇和含硫醇蛋白質在細胞中發(fā)揮著重要的生理作用，細胞中生物硫醇和硫醇蛋白的種類和含量發(fā)生變化常預示著某種相應的代謝與生理變化，實時便捷地檢測這些活性物質的變化對于研究機體的生理和病理狀況以及新藥開發(fā)都十分必要。熒光探針可以很好地滿足這些需要。文章亮點1.以熒光發(fā)色團3-氨基香豆素為原料，發(fā)展出了一系列易合成的高效的熒光探針，這些熒光探針利用開關原理，可高選擇性、高靈敏度地檢測多種重金屬離子，包括Hg2+、Ag+、Cu2+、Cu+、Pd2+、Cr2+和Zn2+等，可實時檢測硫化物與過氧化氫，也可實時可視化檢測細胞中的上述有害物質；2.以3-氨基香豆素為起始物，也發(fā)展出了多種生物探針，可高選擇性地可視化檢測生活細胞中的多種生物硫醇或布魯頓酪氨酸激酶等含硫醇的活性蛋白質含量。內容介紹本文綜述了已發(fā)表的以3-氨基香豆素為原料發(fā)展的熒光探針及其應用的報道。1

檢測金屬離子（Hg2+、Ag+、Cu2+、Cu+、Pd2+、Zn2+、Cd2+等）的熒光探針當機體或細胞長時間處于金屬離子脅迫或與高濃度金屬離子接觸，尤其是過渡金屬離子接觸，就會對機體和細胞造成傷害。因此，不借助于昂貴的儀器設備，能夠快速、經濟、可視化地檢測出環(huán)境、細胞和人體中的金屬離子特別是重金屬離子，是熒光探針研究的一個重要內容。以3-氨基香豆素為原料，也成功發(fā)展出了系列的熒光探針。2

檢測生物硫醇和H2O2的熒光探針2.1

檢測生物硫醇的熒光探針以7-羥基-3-氨基香豆素為原料快捷地制備了共價連接馬來酸骨架的香豆素探針9（圖2）。探針9可以穿透細胞膜，快速地檢測細胞內如人胚腎細胞系（HEK-293）中的GSH（圖3）。2.2

檢測生物硫醇和H2O2的雙功能熒光探針合作，以7-二乙氨基-3-氨基香豆素為原料，設計合成了一種雙響應性熒光探針13（圖4），探針13的靈敏度和選擇性良好，僅對DTT、GSH、Hcy、Cys和H2O2有正反應，與其它氨基酸沒有熒光反應發(fā)生。在硫醇檢測中，反應速度的快慢大致順序是：DTT>Hcy~Cys>GSH。無論是生物硫醇還是H2O2，探針的熒光強度都與它們的濃度呈線性正相關。Hela細胞的實驗證實，探針13可以很好地檢測細胞內的生物硫醇和H2O2。3

檢測含Cys的蛋白質的熒光探針把香豆素-馬來酰亞胺和依魯替尼整合在一起，合成了生理條件下檢測BTK的探針14，并在分子中巧妙地植入了末端炔基作為點擊化學（ClickChemistry）的抓手，后期可以通過點擊化學方便分離、純化并確認和探針14發(fā)生反應的BTK蛋白（圖5）。CCK-8細胞活性實驗檢測確認探針14具有類似于依魯替尼對BTK的不可逆抑制活性，與細胞溫浴5min就可以觀察到熒光開關被打開，顯示出預期的藍色熒光，溫浴1h時熒光強度即達到最大值（圖6）。4

結論與展望以3-氨基香豆素為起始物發(fā)展的熒光探針可以成功地實時、可視化檢測多種金屬離子、S2-、H2O2、生物硫醇、以及含Cys殘基的重組BTK蛋白質，展現(xiàn)了3-氨基香豆素在開發(fā)經濟、高效、可視化生物熒光探針方面的良好前景。已可以很好地檢測常見的生物硫醇小分子和特異性檢測BTK蛋白，但在特異性檢測更多含硫醇蛋白方面，還有很