Page 93 - 《精细化工》2020年第7期

第 7 期 储正相，等: 基于 BODIPY 的生物硫醇荧光探针的合成和光物理性质 ·1375·

2.2 荧光发射光谱图 硫醇水平。
探针分子 BDP-NBD 和前驱体Ⅲ的荧光发射光 在探针分子 BDP-NBD 的二甲基亚砜溶液中加
谱如图2 所示。在二氯甲烷溶液中，前驱体Ⅲ在 617 nm 入不同的金属离子和 Asp 的实验结果如图 3b、c 所
处具有强烈的荧光发射，与其母体结构 BODIPY [22] 相 示。结果表明，加入不同的金属离子后，探针分子
比（λ em = 526 nm），发射光谱红移了 91 nm，发光颜 BDP-NBD 的荧光强度略有增强，但并不是十分明
色从绿光变为红光。这表明，通过双键将咔唑基团 显。 值得注意的 是，加入 Na 2 S 后，探 针分 子
引入 BODIPY 母体，扩大了探针分子的 π 共轭体系， BDP-NBD 的荧光强度也得到了一定程度的增强。这
有利于降低分子的能级，能够使得发射光谱红移。 是因为 Na 2 S 在水溶液中形成 H 2 S，人体内的内源性
目标探针分子 BDP-NBD 与前驱体Ⅲ相比，BDP-NBD H 2 S 和生物硫醇性质相似，具有一定的还原性，从
的荧光急剧淬灭。这主要是因为引入 7-硝基-1, 2, 3- 而可以使得探针分子荧光增强。以上实验结果表明，
苯并氧杂二唑后，通过 PET 作用，电子从供体转 探针分子 BDP-NBD 对生物硫醇具有专一性的检测。
移到激发态荧光团，猝灭了 BODIPY 荧光团的荧光，
从而使得目标探针分子 BDP-NBD 几乎无荧光发射 [23] 。

图 2 前驱体Ⅲ和 BDP-NBD 的荧光发射光谱图（a）及
BDP-NBD 发光淬灭机理示意图（b）
Fig. 2 Emission spectra of precursor Ⅲ and BDP-NBD
in dichloromethane (a), schematic diagram of
quenching mechanism of BDP-NBD (b)

2.3 生物硫醇选择性
生物硫醇选择性实验的结果表明，探针分子
BDP-NBD 对不同的生物硫醇均具有响应，在探针分
子 BDP-NBD 的 DMSO 溶液中加入生物硫醇（Cys、
Hcy 和 Gsh）后，其荧光发射光谱均发生明显的变

化，如图 3a 所示。探针分子 BDP-NBD 在二甲基亚 图 3 加入不同生物硫醇（a）和加入金属离子、氨基酸
–5
砜溶液（1.0×10 mol/L）中无明显发射，而在加入 （b、c）后 BDP-NBD 的荧光发射光谱图
生物硫醇后，其荧光均有不同程度的增强，这归因 Fig. 3 Emission spectra of BDP-NBD with addition of
different biothiols (a), and different metal ions and
于生物硫醇的引入使得探针分子的醚键断裂，从而 amino acid (b, c)
释放出具有强荧光发射的前驱体Ⅲ [23] ，荧光发射强
度显著增强约 95 倍。因此，该探针分子作为一种 为进一步探究生物硫醇对探针分子的响应机
“Turn on”型探针，能够实现对生物硫醇的检测。 理，探针分子加入不同生物硫醇后的高效液相色谱
当生物硫醇含量增高时，探针分子的荧光强度得到 结果如图 4 所示。探针分子 BDP-NBD 的特征峰处
显著增强，从而可以通过对光信号的捕捉监测生物 于 6.86 min 处，而加入不同的生物硫醇后，探针分