高选择性半胱氨酸荧光探针的合成及其在活细胞中的应用

目的同型半胱氨酸(Hcy)、半胱氨酸(Cys)和谷胱甘肽(GSH)在生理过程中起着关键作用。由于Cys、Hcy和GSH的结构和化学性质的相似性,对它们的识别一直是一个巨大的挑战。旨在合成一种荧光分子用于单一识别Cys。方法基于Cys与丙烯酸酯的共轭加成环化反应,合成用于检测Cys的近红外荧光探针CN-NIR。在磷酸盐缓冲液(PBS pH=7.4,含20%DMF)体系中,以紫外吸收光谱和荧光光谱为研究手段,测试探针CN-NIR对Cys的选择性识别。结果实验结果表明,探针CN-NIR能够高选择性识别Cys,而其他19种氨基酸和6种干扰性金属离子的存在几乎不会干扰其识别过程。当加入Cys后,探针溶液颜色由粉色变为紫色,探针荧光强度显著增强,并且荧光强度与Cys浓度(0~140μM)呈现良好线性关系(R2=0.991),对Cys的检测限为1.03μM,该值低于细胞中Cys的正常含量(30~200μM)。同时,探针可以在生理pH条件下有效识别Cys。推测探针对Cys的识别过程可能是共轭环加成机制。此外,细胞实验表明,探针在HeLa细胞中具有较低的细胞毒性,并且能够有效地识别HeLa细胞内的Cys。结论在生理条件下,探针CN-NIR能够高选择性、高灵敏地识别Cys,具有较好的生物利用价值。