Page 51 - 《精细化工》2022年第9期

第 9 期 李 苗，等: 荧光传导机理构建 β-半乳糖苷酶探针的研究进展 ·1769·

图 1 探针 QCy7-βGal（a） [17] 和 Gal-Pro（b） [18] 分子结构及对 β-Gal 的传感机理；探针 CyGal-P 和 CyGal 分子结构以
及 CyGal-P 荧光、光声和光热信号响应 β-Gal 的传感机理（c） [19]
Fig. 1 Molecular structures and β-Gal sensing mechanisms of QCy7-βGal (a) [17] and Gal-Pro (b) [18] ; Molecular structures of
CyGal-P and CyGal and β-Gal sensing mechanisms of CyGal-P fluorescence, photoacoustic and photothermal signals (c) [19]

GARDNER 等 [20] 以硫原子取代半菁-氧杂蒽缩 PA-HD 的 pK a 。同时，与去质子化 PA-HD 的吸收峰
合骨架（O-HD）的氧原子，构建了光声成像基团光 相比，质子化 PA-HD 的吸收峰发生了明显蓝移。因
声半花菁染料（PA-HD），合成了 β-Gal 激活型近红 此，生物微环境 pH 的变化对 PA-HD-Gal 响应 β-Gal
外光声探针 PA-HD-Gal（图 2a）。与荧光团 O-HD （生成去质子化 PA-HD）释放光声信号的强度不产
相比，β-Gal 催化 PA-HD-Gal 生成的 PA-HD 吸收波 生干扰。由于生理组织对超声信号的散射程度要比
长（λ abs ）从 690 nm 红移至 745 nm，并且因激发态 对光信号散射程度低 2~3 个数量级，应用 PA-HD 母
平面程度较高，有利于电子分离，PA-HD 具有光声 体构建的光声成像探针可以实现组织深层穿透（最
成像能力。PA-HD-Gal 骨架上具有吸电子特性的氯 高可达约 5 cm）和高分辨率成像。
原子削弱了邻位酚氧负离子的电子云密度，降低了

[20]
图 2 探针 O-HD、PA-HD 和 PA-HD-Gal 的分子结构（a） ；探针 KSL11 分子结构及其响应 β-Gal 催化产生的 ESIPT+ICT
传感机理（b） [11] ；探针 KSAP1 与 KSAP2 分子结构及不同 pH 条件下识别 β-Gal 的传感机理（c） [12]
Fig. 2 Molecular structures of O-HD, PA-HD and PA-HD-Gal (a) [20] ; Molecular structure of KSL11 and its β-Gal sensing
mechanism based on ESIPT+ICT (b) [11] ; Molecular structures of KSAP1 and KSAP2 and their β-Gal sensing
mechanism under different pH conditions (c) [12]

人源性 β-Gal 是由 GLB1 表达的一种内源性溶 探针特异性响应人源性 β-Gal 的能力不能被准确评
酶体酶，其催化结构域与 lacZ 编码的 E. coli β-Gal 估。通过 Pymol 软件计算的均方根偏差（RMSD）
有很大不同 [1,10-11,13] 。然而，E. coli β-Gal 常被用于 值可知，相比于 E. coli β-Gal，A. oryzae 真菌 β-Gal
人源性 β-Gal 替代酶进行探针荧光滴定实验，因此， 与人源性 β-Gal 催化结构域的结构更接近 [21] 。因此，