Page 58 - 《精细化工》2022年第9期

·1776· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

与 AIE 发色团非辐射跃迁被抑制产生荧光的机 3.3 检测 β-Gal 水杨醛吖嗪 AIE 荧光探针
理相同，HBT 通过产生 ESIPT 效应也能够抑制非辐 与 HBT 类似，水杨醛吖嗪（SA）也可以通过
射跃迁进而产生荧光。FU 等 [53] 通过缩合反应构建喹 ESIPT 效应产生荧光。PENG 等 [54] 报道了一例 β-Gal
啉-丙二腈-HBT 近红外荧光骨架（QM-HBT），设计、 荧光探针 SA-βGal（图 11d）。SA-βGal 被 β-Gal 水解
合成 β-Gal 响应型荧光探针 QM-HBT-βGal（图 11c）。 后释放亲水性 β-D-半乳糖，生成化合物 SA。与探
在生理环境中，QM-HBT-βGal 响应 β-Gal 催化，释 针 SA-βGal 相比，SA 的疏水性促进了分子聚集；同
−
放亲水性 β-D-半乳糖基团，生成 QM-HBT-O 。与探 时 SA 产生的 ESIPT 效应（酚羟基质子转移给氮原
−
针 QM-HBT-βGal 相比，QM-HBT-O 质子化后形成 子），抑制了水杨醛苯环的旋转；共同促进了探针荧
的 QM-HBT-OH 具有疏水特性，在水相测试体系中 光的发射。与细胞共孵育时，探针 SA-βGal 在水溶
更易聚集。QM-HBT-OH 聚集后，喹啉氮原子上乙 液中形成直径约为 173 nm 的纳米粒子，通过内吞
基的旋转被抑制，同时 HBT 产生的 ESIPT 效应，共 作用进入细胞。依据 AIE 和 ESIPT 二维检测机理
同促进了 QM-HBT 发射荧光。探针 QM-HBT-βGal 构建的探针 SA-βGal 在鼠胶质肿瘤 C6/lacZ 细胞中
依据 AIE 和 ESIPT 二维检测机理构建，对 β-Gal 具 的荧光强度显著高于在对照组 HeLa 细胞中的荧光
有特异性响应能力，检测卵巢癌细胞内 β-Gal 表达 强度，能够特异性检测 β-Gal 活性并具有极高检测
活性时不受其他竞争物种的影响。 信噪比。

图 11 探针 TPE-Gal 分子结构及其响应 β-Gal 的传感机理（a） [51] ；探针 DCM-βGal、QM-βGal 分子结构和 QM-βGal
响应 β-Gal 传感机理（b） [52] ；探针 QM-HBT-βGal（c） [53] 和探针 SA-βGal（d） [54] 分子结构及其响应 β-Gal 的
传感机理
Fig. 11 Molecular structure and β-Gal sensing mechanism of TPE-Gal (a) [51] ; Molecular structures of DCM-βGal and
QM-βGal and β-Gal sensing mechanism of QM-βGal (b) [52] ; Molecular structures and β-Gal sensing mechanisms of
probes QM-HBT-βGal (c) [53] and SA-βGal (d) [54]

β-Gal 催化 AIE 荧光探针反应释放亲水性 β-D- 体或电子受体与处于激发态的荧光电子供体之间的
半乳糖，生成疏水性发色团的同时，诱导探针聚集 电子转移过程 [55-56] 。PET 荧光探针一般由荧光团、
（非辐射跃迁被抑制）产生荧光。AIE 荧光探针能 连接基团和作为电子受体（或供体）的识别基团组
够避免荧光团中普遍存在的聚集猝灭荧光现象，保 成。PET 过程能够猝灭荧光团荧光，而 PET 过程被
真 β-Gal 检测信号。然而，构建 AIE 探针常用的四 抑制可以恢复荧光团荧光。荧光探针通过 β-Gal 催
苯乙烯、喹啉丙二腈和水杨醛吖嗪荧光团波长较短， 化，调节荧光团（或识别基团）的电子密度，抑制
难以对 β-Gal 进行近红外成像检测。 PET 过程的发生，释放荧光检测信号。

4.1 检测 β-Gal 荧光素 PET 荧光探针
4 基于 PET 机理构建的 β-Gal 荧光探针
URANO 等 [57] 开发了烷氧基取代苯环为电子供
PET 是指电子供体与处于激发态的荧光电子受 体的荧光素 PET 检测体系，设计、合成了一例用于