Page 54 - 《精细化工》2022年第9期

·1772· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

620/730 nm）。通过近红外探针 BODIPY-βGal 比例 散射，具有更强组织穿透能力和更高空间分辨率，
荧光成像，对卵巢癌细胞内 β-Gal 活性的检测结果 为生物深层组织研究开辟了一条新的途径 [16] 。
具有低信噪比和不受背景荧光干扰等特性。 CHEN 等 [35] 在 BODIPY 荧光骨架 6 位上修饰吸电子

基团，开发了两例 β-Gal 激活型近红外荧光探针
BOD-M-βGal 和 BOD-K-βGal，用于卵巢癌成像（图
6）。β-Gal 催化探针糖苷键断裂，产生自消除反应，
生成硫醇取代产物 BOD-M-SH（或 BOD-K-SH），
并伴有荧光强度的增加。与 1,2-二甲基-5-咪唑酮相
比，1,1-二甲基苯并吲哚具有更强的吸电子能力，
BOD-M-βGal 荧光发射波长较 BOD-K-βGal 从近红
外-Ⅰ区红移到了近红外-Ⅱ区。皮下移植 SKOV3 肿

瘤裸鼠的近红外成像结果显示，与 NIR-Ⅰ探针
图 5 探针 BODIPY-βGal 分子结构及其响应 β-Gal 传感机
理 [34] BOD-K-βGal 相比，NIR-Ⅱ探针 BOD-M-βGal 具有
Fig. 5 Molecular structure and β-Gal sensing mechanism 更深的组织穿透能力（2 mm），实现了对深层组织
of BODIPY-βGal [34] 中 β-Gal 活性的检测。BODIPY 荧光团 6 位修饰吸

不同于可见光区和近红外-Ⅰ区荧光成像，近红 电子基团的合成策略为近红外-Ⅱ区荧光探针的设
外-Ⅱ区荧光成像（1000~1700 nm）能有效抑制光子 计提供了有效途径。

图 6 探针 BOD-K-βGal 与 BOD-M-βGal 分子结构（a）和响应 β-Gal 的传感机理（b） [35]
Fig. 6 Molecular structures (a) and β-Gal sensing mechanisms (b) of BOD-K-βGal and BOD-M-βGal [35]

1.5 检测 β-Gal 罗丹明 ICT 荧光探针 罗丹明（HMDER）与其甲醚衍生物 HMDER-Me（图
罗丹明是典型的氧杂蒽荧光染料，具有高荧光 7a、b）。
量子产率和光稳定性 [36] 。罗丹明染料能够进行醌式 HMDER-Me 的 pK a, 开环=6.6，与 HMDER 相比
和内酯式结构互变：碱性条件下，罗丹明染料以闭 （pK a, 开环=11.3），更容易在生理环境下保持闭环结
环形式（内酯结构）存在，螺环结构破环了氧杂蒽 构。因此，KAMIYA 等 [38] 在 HMDER-Me 结构基础
电子共轭体系使染料没有明显的荧光发射；中性和 上设计、合成了能够避免质子干扰的 β-Gal 荧光探
酸性条件下，罗丹明染料以开环形式（醌式结构） 针 HMDER-βGal（图 7c、d）。响应 β-Gal 催化，
存在，产生明显的荧光发射峰 [37] 。综上可知，识别 HMDER-βGal 形成开环结构，释放 ICT 荧光。同时，
基团响应外界刺激后能够诱导螺环开环是罗丹明荧 探针 HMDER-βGal 具有良好细胞通透性、细胞蓄积
光探针的设计基础。 能力和光稳定性，能够被用作稳定输出信号的 β-Gal
KAMIYA 等 [38] 合成了羟甲基取代 N,N′-二乙基 检测工具。