免疫检查点靶向小分子PET探针的制备及表征

程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)及其配体-1(PD-L1)作为免疫治疗的关键靶点,其表达水平与患者对免疫治疗的应答情况密切相关,准确检测PD-L1的表达水平具有重要的临床意义。以PD-1/PD-L1小分子抑制剂的联苯甲基芳基醚核心结构为靶向基团,引入金属离子螯合剂NOTA对其结构进行修饰,合成前体NOTA-LP。利用正电子核素^(68)Ga和^(18)F分别对其进行放射性标记,获得分子探针[^(68)Ga]NOTA-LP和[^(18)F]AlF-NOTA-LP,放射化学纯度均高于95%,放射化学产率分别为39.3%±4.8%和21.9%±8.6%,脂水分配系数分别为1.53±0.04和2.04±0.13。在PBS和小鼠血清中孵育2 h后,探针的放射化学纯度均大于95%,表明其稳定性良好。细胞摄取实验证实了探针[^(68)Ga]NOTA-LP和[^(18)F]AlF-NOTA-LP可以在细胞水平上对PD-L1表达水平进行检测。

含氟磺酰基的靶向PD-L1小分子PET探针的合成及其初步生物学评价

大量研究数据显示,抗肿瘤免疫治疗的效果与肿瘤中细胞程序性死亡配体1(PD-L1)的表达水平呈正相关。使用放射性核素标记的探针进行正电子发射计算机断层扫描(PET)成像可以准确定量患者全身PD-L1表达水平的动态变化。以联苯类PD-L1小分子抑制剂的母核为结构基础进行优化,并引入氟磺酰基,成功合成靶向PD-L1的小分子化合物8。通过质谱、核磁(^(1)H/^(13)C/^(19)F NMR)表征验证了化合物8的结构正确,并利用均相时间分辨荧光(TR-FRET)测得其抑制PD-1/PD-L1结合的IC_(50)值为237.2±9.37 nM。体外细胞毒性实验表明:化合物8具有良好的生物相容性。通过“^(18)F-^(19)F”一步法标记合成小分子PET探针[^(18)F]8,放射转化产率达79%,放射化学纯度大于98%,在PBS和小鼠血清中均保持高度稳定,脂水分配系数为1.87±0.19。探针[^(18)F]8在小鼠黑色素瘤B16-F10细胞中的最大摄取值达到2.23±0.05%AD,且可被化合物8显著阻断(0.24±0.21%AD)。因此,简单、快速、高产的标记方法和对PD-L1良好的亲和力为探针[^(18)F]8的PET显像提供了基础。

近红外二区激活型小分子荧光探针研究进展

近红外二区(NIR-Ⅱ)荧光成像具有优良的组织穿透深度和空间分辨率,广泛应用于生物医学领域。与传统的常亮型荧光探针相比,激活型探针只有当特定的生物标志物存在情况下才会发生荧光信号变化,因此具有更高的信背比,会进一步提高区分病变与正常组织的准确度和可靠性。基于此,本文按照生物疾病模型进行分类,系统总结了近5年报道的近红外二区激活型小分子探针的结构、响应机理以及活体应用,并对目前激活型小分子探针面临的问题及发展方向进行简要介绍。

面向阿尔兹海默症的小分子荧光探针研究进展

阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种进行性的神经退行性疾病,典型临床症状表现为认知能力下降和行动障碍,常发生于老年阶段。事实上,AD患者出现症状前的更早时间,脑组织已经受到损伤。因此,针对AD早期诊断的研究对于该疾病的临床治疗至关重要。目前,具有深层组织穿透性、良好的血脑屏障穿透性和低光毒性特性的小分子荧光探针取得重大进展并应用于临床研究。虽然,AD的具体致病机制尚未完全明确,但是目前的研究结果表明活性物质如β-淀粉样蛋白、Tau蛋白和金属离子的含量水平异常在AD发生机制中发挥着重要作用。因此,本文主要综述AD相关的活性物质包括β-淀粉样蛋白,Tau蛋白,金属离子(Zn^(2+)、Cu^(2+)、Al^(3+))的小分子荧光探针的设计策略、响应机理、光学性能以及它们在诊断和治疗AD的应用潜能的最新进展。

用于生物成像的近红外小分子荧光探针的研究进展

小分子荧光探针具有灵敏度高、生物相容性好、样品损伤小等优点,在疾病相关的生物分子检测领域显示出巨大潜力。但是,大部分的荧光探针发射波长短、斯托克斯位移较小,限制了其在生物成像中的应用。近年来,越来越多具有较长波长的近红外荧光探针被开发出来,用于疾病相关的生物分子的成像检测。对不同结构的荧光探针进行分类讨论,系统介绍了以花菁、半花菁、氧杂蒽和氟硼吡咯染料为荧光团的近红外探针的研究进展,简要概述近红外小分子荧光探针在对生物分子识别过程中的作用原理和生物成像领域的应用,这对荧光探针的性能提升和未来发展提出新的研究思路。

荧光分子探针检测甲醛的研究进展

甲醛,作为重要的醛基小分子原料,被广泛应用于化工、生物医药、建材等领域。过量甲醛严重时可导致基因突变或癌变。系统地综述了近年来基于2-aza-Cope重排、肼醛缩合、胺醛缩合的反应型荧光探针分子的代表性成果。根据聚集态物质的荧光特点将其分为ACQ型、AIE型和MOF材料3类,从探针分子的设计、机制和应用的方面进行系统介绍,归纳这3种类型甲醛荧光探针的优势以及不足。对甲醛荧光探针的未来发展进行了展望,以期为设计性能更优良的荧光探针提供有益参考。

基于小分子识别的光电化学传感器用于组氨酸检测

血清中组氨酸(His)水平异常变化可能与多种疾病相关,因此检测His具有重要的临床意义。光电化学(PEC)传感具有灵敏度高、操作简单、价格低廉和易于微型化等优点,是一种有潜力的临床检测手段。由于缺乏合适的识别机制,到目前为止PEC传感器用于His检测仍未见报道。本研究提出以小分子探针作为识别单元构建光电化学传感界面的方法,通过探针与His之间的特异性反应提高传感器的选择性。因此,构建的光电化学传感器具有较好的选择性、稳定性和重现性,可用于生物样品中His的定量检测。

靶向免疫检查点PD-1/PD-L1小分子PET探针的研究进展

基于程序性细胞死亡受体蛋白-1/程序性细胞死亡配体蛋白-1(PD-1/PD-L-1)免疫治疗已经成为肿瘤治疗的创新性疗法,研究发现PD-1/PD-L1表达水平与该治疗效果密切相关。靶向PD-1/PD-L1免疫检查点PET探针可以无创、精确、实时、动态、全面地实现在体检测PD-1/PD-L1表达水平,从而有效地筛选能从PD-1/PD-L1免疫治疗中获益的患者,及时对疗效和预后进行评价。目前已发展的靶向PD-1/PD-L1免疫检查点抗体类PET探针存在缺陷,限制了在临床上的应用范围。小分子PET探针具有生物体内半衰期短、化学稳定性好、无免疫原性和成本廉价等优点,主要总结靶向免疫检查点PD-1/PD-L1小分子PET探针的研究进展,以期为发展新型的靶向PD-1/PD-L1小分子PET探针提供新的思路。

小分子探针在确定活性化合物的生物靶点中的应用

生物活性化合物在细胞内作用靶点的确定是化学生物学和药物开发中的关键问题之一。作为功能蛋白质组学中的一项重要技术,小分子探针在确定生物活性化合物细胞内作用靶点的研究中扮演着举足轻重的角色。本文介绍了小分子探针的应用原理、结构和设计原则,并通过列举近年来该技术应用的成功示例进一步阐明小分子生物活性探针技术的应用原理和重要性。

基于化学小分子探针的信号转导过程研究进展

本文综述了国家自然科学基金委员会"基于化学小分子探针的信号转导过程研究"重大研究计划的系统研究成果。重点涵盖了在"针对信号转导过程的新型分子探针的开发与制备"、"探测信号转导过程的化学生物学方法与前沿技术"、"信号转导分子机制的深入研究"和"基于信号转导途径的药物靶标与先导化合物发掘"等4个方面所取得的突破性创新进展。简要展望了化学生物学发展态势与前景,特别是应当继续发挥学科交叉的优势,在工具发展和技术革新上实现新飞跃,开辟生命科学研究前沿新方向。

用于检测食品中生物胺荧光探针研究进展

生物胺(Biogenic amine,BA)等食源性污染物对人体健康有害,为保障食品安全,应严格控制食品中生物胺的含量。小分子荧光探针用于监测生物胺具有高灵敏度和选择性,操作简单,并且可以实现分析物的光信号可视化的特点。文章综述了选择性检测生物胺荧光探针的最新进展,讨论了近年来开发的用于检测生物胺的各种荧光探针的工作机理、传感性能,并对这些探针在食品中的应用进行了综述,讨论了分子荧光探针未来在食品中的研究方向、趋势和前景。

气体信号分子的荧光小分子探针

生命体系中存在各种各样的气体分子,这些气体分子在体内扮演着重要角色.其中,一氧化氮、一氧化碳和硫化氢是目前已经被广泛认可的三大气体信号分子,具有传导信号通路的功能,进而调控相关生理事件.随着对气体信号分子的研究日益广泛,它们在生命体系中的作用需要更深入地被了解,以便更好地对其功能进行调控.达到这个目的的挑战之一是需要对其进行快速、高选择、高灵敏度的分析检测和成像研究.近年来,对气体信号分子的分析检测和成像研究已经成为化学生物学、生物无机化学、药学和医学的一个重要交叉方向.本文对近十几年来这个领域的主要手段之一荧光小分子探针进行粗浅综述,期待引起相关学科同行的兴趣.

基于小分子探针的硫化氢光电化学传感器

硫化氢(H_(2)S)作为有毒气体和气体神经递质,与人体健康息息相关,但对其进行高选择性的光电化学(PEC)检测仍是一个挑战。在此,我们报道了一种基于有机小分子探针的PEC传感器,利用小分子探针与目标物之间的特异性识别反应提高PEC传感器的选择性。在该传感器中,Bi_(2)S_(3)纳米颗粒作为光电活性材料,有机小分子探针p H_(2)S作为特异性识别单元,水溶液中的H_(2)S与p H_(2)S之间的特异性化学反应会引起p H_(2)S吸收光谱的改变,通过p H_(2)S与Bi_(2)S_(3)之间的竞争吸收调控PEC传感器的输出信号,从而实现对水溶液中H_(2)S的高选择性检测。在10~160μmol/L范围内,传感器的光电流响应与H_(2)S浓度呈良好的线性关系,检出限为4.9μmol/L。有机小分子探针的引入,有效保证了PEC检测的高选择性,为PEC传感器在复杂体系中的高选择性检测应用提供了新思路。

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。

无标记小分子探针技术与中药靶点发现

靶点的确定是阐明中药作用机制的核心,是构建化学成分与药效作用相关性的关键。鉴于中药的多样性、化学成分的复杂性,传统的靶点筛选方法有所局限,靶点发现已成为中药机制研究的瓶颈。无标记小分子探针技术是化学蛋白组学领域的新兴技术,其突出特点为无需对小分子成分进行结构修饰与改造,普适于复杂的中药化学成分,同时该方法基于蛋白质组进行靶点筛选,利于发现中药作用的新靶点、新途径。鉴于该方法在中药研究中的应用潜力,该文综述了其分析原理与应用现状,总结了其一般性分析步骤,以促进该方法在中药化学成分靶点阐明中的应用。

潜在医用气体分子的光学小分子探针

生命体系中存在大量的气体分子,可分为信号分子及非信号分子两大类.气体信号分子的功能已为人们所熟知,然而非信号气体分子在生命健康中亦有重要作用,具有潜在的医用功能和价值,如作为疾病指标、辅助治疗等.它们的分布和浓度与生命体健康紧密相连,因此,对其进行分析检测,可以帮助了解生命体健康状况及疾病病况.传统的气体分子检测手段包括电化学、质谱等.这些手段对设备要求较高,输出信号处理较复杂.近年来,一些检测此类气体分子的光学小分子探针被发展出来,成为了传统检测手段的有力补充.本文将对这些光学小分子探针进行简要综述,希望引起大家的兴趣.

荧光小分子pH探针的最新研究进展

细胞内的H+在生理及病理过程中发挥着至关重要的作用。因此,研究细胞内的H+具有重要的理论和实践意义。荧光法由于其非破坏性,高的灵敏度和选择性,以及广泛可用的荧光染料在测定pH时比其他方法更具优越性。文章以不同的荧光团分类:香豆素、荧光素、罗丹明、BODIPY、花菁、双光子染料等,按pKa从小到大的顺序排列,综述了近十年来,荧光小分子pH探针的研究进展。

脑原位成像的小分子荧光探针研究进展

大脑是中枢神经系统的主要组成部分,具有极为复杂的结构和功能。大脑中的生物活性分子,包括活性氧、活性硫、蛋白质等,在大脑生理病理过程中发挥着重要作用。实时、原位检测脑内生物活性分子对于脑疾病(包括脑血管疾病、神经退行性疾病和脑肿瘤等)的预防、早期诊断及有效治疗具有重要意义。小分子荧光探针因具有结构可调,良好的生物相容性及快速原位成像等优势而被广泛用于生命系统中活性分子的实时检测。在这篇综述中,重点介绍用于脑原位成像的小分子荧光探针的设计思路及应用进展,并探讨该领域面临的挑战与发展方向。

特异性的蛋白小分子荧光探针及其标记技术

活体蛋白荧光标记技术已经被广泛应用于蛋白质功能的可视化研究中。荧光蛋白常被用来研究蛋白质在生物体内的表达和定位,但由于它本身体积比较大,往往会影响目标蛋白的生物活性。特异性的小分子荧光探针以其体积小、膜透性好、背景噪音低以及制备方便的优点成为蛋白质研究的一个有力工具。本文将简要介绍近几年来各类特异性小分子蛋白荧光探针的研究进展。

小分子荧光探针在硫醇检测中的最新研究进展

硫醇是一类非常重要的化合物,大量的生物化学事件包括氧化还原反应、甲基转移反应和辅酶A参与的反应等与其有着密不可分的关系,定量检测细胞内硫醇的浓度对于研究细胞功能具有重要意义。本文根据小分子荧光探针与巯基发生作用时反应基团的不同进行分类,就近三年该领域的最新研究进展做了较详细地介绍。