Page 95 - 《精细化工》2020年第6期

第 6 期 黄池宝，等: 苯并 15-冠-5 为受体的双光子荧光钠离子探针 ·1161·

此其干扰完全可以忽略。其他金属离子不对其构成 2.7.2 细胞成像
明显干扰。因此，DNa 可用于钠离子的专一测定。 图 7a 是在星形胶质细胞培养基中加入 1 μmol/L
荧光探针 DNa 并在 37 ℃、含 5%（体积分数）CO 2
的细胞培养箱中孵化 30 min，然后用 PBS 洗 3 次，
并于无色血清游离介质中再孵化 15 min 后的成像照
片。所用仪器是共聚焦激光扫描显微镜，20 倍目
镜。双光子成像照片采集于 550~650 nm 窗口（  ex =
TP
700 nm，重复实验次数为 5）。由图 7a 可知，DNa
标记后的细胞发出强烈的荧光（实为绿色荧光，给
出的红色荧光照片为仪器转换荧光，以便于区分，
对应位置强度保持不变）。当加入乌本（箭毒）苷（一
+ +
种类固醇激素，抑制 Na /K ATPase，增加胞浆游离
+
+
+
图 5 在 DNa（1 μmol/L）水溶液中分别加入 Na 、K 、 Na 浓度，1 mmol/L）后，荧光部分猝灭（图 7b）。
2+
2+
2+
3+
2+
3+
2+
2+
Mn 、Ba 、Cr 、Co 、Fe 、Zn 、Ni 、Fe 、 所以，DNa 能对细胞中钠离子浓度分布进行成像，
2+
2+
2+
+
2+
2+
2+
Mg 、Cd 、Ca 、Ag 、Cu 、Pb 、Hg 和 Li + 可进行实时监测，其具有极好的光稳定性、适宜的
+
（30 mmol/L）和 Na 时的单光子激发荧光猝灭率 水溶性和优良的细胞渗透性。
OP
的比较（λ ex =348 nm）
Fig. 5 Relative emission intensity of DNa (1 μmol/L) with
+
2+
2+
3+
2+
+
2+
2+
2+
Na , K , Mn , Ba , Cr , Co , Fe , Zn , Ni ,
2+
2+
+
3+
2+
2+
2+
2+
Fe , Mg , Cd , Ca , Ag , Cu , Pb , Hg and
+
Li (30 mmol/L, empty bars), respectively, followed
OP
+
by addition of Na (30 mmol/L) (λ ex =348 nm)

2.6 探针 DNa 的双光子荧光激发谱
DNa（1 μmol/L）在加入钠离子（30 mmol/L）前
后的 δ TPA 与双光子激发波长的对应关系如图 6 所示。

由图 6 可知，钠离子加入后，δ TPA 显著减小，
图 7 DNa（1 μmol/L）染色的鼠星形胶质细胞的双光子
共轭电子体系被削弱，分子的共平面性降低，最大
荧光显微镜照片：在加入乌本（箭毒）苷（1 mmol/L）
双光子激发波长与最大 δ TPA 分别为 700 nm 和 1054
前（a，0 s）后（b，1800 s）的照片
GM，这个 δ TPA 远远高于已报道的两个双光子钠离 Fig. 7 TPM images of 1 μmol/L DNa-labeled astrocytes
子探针 [17-18] 。 before (a, 0 s) and after (b, 1800 s) addition of
1 mmol/L ouabain to the imaging solution (The
two-photon images were collected at 550~650 nm
(  ex TP =700 nm, replicate experiments 5 times)

3 结论
（1）钠离子探针 DNa 具有小的分子尺寸（相对
分子质量 434）、大的双光子吸收截面（1054 GM）、
极好的光稳定性、适宜的水溶性和优良的细胞渗透
性等优点，其解离常数 K d ＝(23±2) mmol/L。
（2）以苯并 15-冠-5 和双氰基二苯代乙烯分别

+
图 6 DNa（1 μmol/L）的水溶液在加入 Na （30 μmol/L） 作为钠离子受体与双光子荧光团合成的探针 DNa 对
前后的双光子激发谱 钠离子有很好的专一选择性，可用于细胞中钠离子
Fig. 6 Two-photon excitation spectra of DNa (1 μmol/L) 的成像。
+
before and after addition of Na (30 μmol/L) in H 2 O
（3）DNa 的 δ TPA 远高于同类型探针，具有优良
2.7 探针 DNa 用于钠离子的细胞成像 的细胞渗透性，能用于细胞中钠离子的成像，是一
2.7.1 小鼠星形胶质细胞的培养 个较理想的用于细胞三维成像的双光子荧光钠离子
根据 文献 [27-28]的培养方法 培养星形胶质 探针。
细胞。 （4）DNa 为基于 ICT（分子内电荷迁移，氮原