具有重要生物学意义的重金属及过渡金属离子荧光分子探针

过渡金属及重金属广泛地存在于自然界中,其中的一些元素(如铜、锌等)在生命过程中具有非常重要的功能,而另外一些元素(如铅、汞、镉等)则在很低浓度时就对生物体具有极强的毒性。本文简要介绍了金属离子荧光探针的设计原理,并综述了近5年来具有重要生物学意义的重金属及过渡金属离子Pb2+、Hg2+、Cd2+、Cu2+、Cu+、Zn2+荧光分子探针的设计合成、性能及其在活细胞中应用研究的最新进展。

新型哌啶-4-醇衍生物的合成及生物活性

发现具有新作用方式的农药对于现代作物保护至关重要。本研究以哌啶醇和邻苯二酚为起始原料,经5步反应制备得到了一系列新型的哌啶-4-醇衍生物,并通过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱确认其结构。生物活性测试结果表明,部分目标化合物在25 mg/L质量浓度下表现出良好的根结线虫Meloidogyne incognita抑制活性。此外,在500 mg/L质量浓度下,大部分化合物对黏虫Pseudaletia separata Walker表现出因拒食效应所致的体重减轻。

新烟碱类杀虫剂及稠环固定的顺式衍生物研究进展

新烟碱类杀虫剂是第四大类重要的杀虫剂,主要作用于昆虫的烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)。概述分析了新烟碱类杀虫剂的结构特征、作用机制及其构型,综述了近5年来新烟碱类杀虫剂的研究进展,并在比较分析的基础上,阶段性总结了作者近年来在稠环固定的顺式衍生物方面的研究工作。

氯氟醚菊酯对斑马鱼胚胎及仔鱼心脏发育的毒性及氧化损伤作用

氯氟醚菊酯是目前中国市场上销量最大的卫生用杀虫剂品种之一,其环境安全风险受到广泛关注。本研究以斑马鱼为试验模型,评价了氯氟醚菊酯急性暴露对斑马鱼胚胎及仔鱼心脏发育的毒性及氧化损伤作用。结果表明,氯氟醚菊酯对斑马鱼胚胎的急性毒性72 h-LC_(50)值为0.756μg/mL,属高毒。经氯氟醚菊酯不同剂量(0、0.2、0.4、0.8μg/mL)暴露72 h后发现:0.4和0.8μg/mL剂量处理组的仔鱼出现脊柱和尾部弯曲、心包和卵黄囊水肿等畸形特征,且心率和孵化率显著降低、胚胎发育不完整(体长变短、头部和眼睛面积缩小);0.2、0.4和0.8μg/m L的氯氟醚菊酯还能够诱导仔鱼心房心室分化,心脏功能相关基因myl7、myh6、vmhc的表达水平下调,并引起丙二醛(MDA)含量增加,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性的降低,使仔鱼心脏处堆积活性氧(ROS)。本研究结果表明,氯氟醚菊酯暴露对斑马鱼胚胎的心脏发育具有显著毒性,且与氧化损伤作用相关。

功能化离子液体为载体液相合成二氢吡啶酮衍生物

在微波辐照条件下,以甲基咪唑、氯乙醇和四氟硼酸钠为原料制备了含羟基功能化离子液体1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([2-hydemim][BF4]),并以其为液态载体,首先与乙酰乙酸乙酯反应,得到的中间体再分别和Meldrum酸、醋酸铵以及各种芳香醛反应,最后在温和的条件下用甲醇钠进行切割反应,得到了一系列产率和纯度较高的3,4-二氢吡啶酮衍生物,目标化合物不需要进一步的色谱纯化处理,纯度为95%～98%,产率为83%～93%.回收得到的功能化离子液体可以重复套用至少6次也不影响其活性.表明该方法是一种高效的3,4-二氢吡啶酮衍生物的组合化学合成方法.

杂环或大位阻基团固定硝基位向的新型新烟碱类化合物的分子设计,合成及生物活性(英文)

作用于昆虫烟碱乙酰胆碱受体（nAChRs）的新烟碱类杀虫剂因杀虫活性高，杀虫谱广，对哺乳动物和水生动物毒性低，且有良好的系统物性及适当的田间稳定性，已经成为农药创制的重要热点领域。由于日益严重的抗性问题以及尚未完全清晰的作用模式在一定程度上制约了新烟碱杀虫剂的创制进展。

苯并-1,2,3-噻二唑羧酸酯的合成及生物活性

为了寻找更多具有高诱导抗病活性的新化合物,基于对植物抗病激活剂S-甲基苯并[1,2,3]噻二唑-7-羧酸酯(BTH)的结构修饰,设计合成了5个新的含有柔性链及卤原子的苯并噻二唑-7-羧酸酯衍生物,其结构均经过核磁共振氢谱、质谱或元素分析及红外光谱确证。生物活性筛选结果显示,在500mg/L质量浓度下,化合物5e及5c对供试的细菌性病害和真菌性病害具有较好的防治效果,其中5e对瓜类白粉病、瓜类炭疽病和水稻白叶枯病的防治效果均高于90%。

新型含氟Philanthotoxin-12衍生物的无溶剂4组分Ugi反应合成及杀虫活性

以无溶剂4组分Ugi反应合成关键含氟中间体,然后经三氟乙酸脱除保护基,合成了8种新型含氟Philanthotoxin-12衍生物。重要的中间体和目标化合物的结构经1HNMR、13CNMR和HRMS或MS测试技术的确认。对目标化合物进行了初步的杀虫活性测试,其中含氟的化合物6b在100mg/L浓度下对棉铃虫和菜青虫的杀死率分别为44%和42%。

电化学检测农药的研究进展

水是地球上最便宜,也是最有价值的自然资源之一。大约75%地球表面被水覆盖,但其中只有2%是淡水,可以供生物利用。因大量消费、全球变暖和严重的污染,淡水越来越少。水体污染有多种来源,农业是主要的污染源之一。农业生产中使用多种化学物质来提高作物产量,如化肥和农药。这些化学品的广泛使用导致了水源的严重污染。

联苯八元氧桥环新烟碱增效剂的设计、合成及其增效活性

新烟碱杀虫剂作为一类重要的杀虫剂广泛应用于刺吸式口器害虫的防治。随着应用范围的扩大和应用时间的延长,新烟碱杀虫剂的抗性水平逐渐增加,其药效减弱。本文在前期研究的基础上,开发了一类联苯八元氧桥环新烟碱类似物,以苜蓿蚜Aphis Craccivora为测试靶标测试了目标化合物与新烟碱杀虫剂代表化合物吡虫啉联用时的增效作用,测试结果表明,目标化合物对吡虫啉有一定的增效作用。其中化合物D3在1 mg/L的联用浓度下对吡虫啉的增效倍数可达4.04倍,显著增加了吡虫啉对苜蓿蚜的杀虫活性,对解决传统新烟碱杀虫剂面临的抗性问题具有重要意义。

五元杂环并嘧啶类胸苷酸合成酶抑制剂的构效关系和分子对接

用比较分子场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析法(CoMSIA)研究了38个五元杂环并嘧啶衍生物类胸苷酸合成酶抑制剂的三维定量构效关系(3D-QSAR),建立了相关预测模型.CoMFA和CoMSIA模型的交互验证相关系数q^2分别为0.662和0.672、非交互验证相关系数R^2分别为0.921和0.884、外部交互验证相关系数Q_(ext^2)分别为0.85和0.81.分子对接得到的结合模式与三维定量构效关系得到的结果一致.结果表明这两种模型都具有良好的预测能力,可应用于指导化合物的设计和结构修饰,为进一步设计新型胸苷酸合成酶抑制剂提供了理论依据.

高效氯氰菊酯和氯菊酯对动物离体细胞活力的影响

采用MTT法研究了高效氯氰菊酯和氯菊酯对果蝇胚胎S2、草地贪夜蛾卵巢Sf-9细胞系以及人子宫颈癌He La细胞系、人肝癌Hep G2细胞系和人胚胎肾上皮HEK293细胞系等细胞活力的影响。结果表明：高效氯氰菊酯和氯菊酯对供试细胞表现为抑制细胞活力或促进细胞增殖的双重作用。当两种药剂质量浓度大于50μg/m L时,其对S2、Sf-9、He La和Hep G2细胞活力的抑制作用随药剂质量浓度的升高和暴露时间的延长而显著增强,但两者对供试细胞活力抑制作用的IC50值间没有显著差异;10和25μg/m L的处理均能促进S2和Sf-9细胞增殖,而10-200μg/m L的处理则均能强烈促进HEK293细胞增殖,但该促进作用随暴露时间的延长而逐渐减弱,此外,10、25和50μg/m L的氯菊酯能显著促进He La细胞增殖;Hep G2细胞对两种药剂的敏感性显著强于He La细胞。吖啶橙细胞染色试验表明：100μg/m L的高效氯氰菊酯和氯菊酯能引起He La细胞形变、固缩或坏死;高效氯氰菊酯对细胞的作用速度比氯菊酯快,而相同浓度的氯菊酯对人细胞增殖的促进作用强于高效氯氰菊酯。

中国绿色农药的研究和发展

农药不合理使用导致的系列负面效应要求创制更绿色、低风险的小分子农药。2002年,北京第188届香山科学大会上,我国科学家首次提出了“绿色农药”的概念,随后,中国绿色农药的研究与发展得到了中国政府的大力支持,推动了中国绿色农药的创新。中国在绿色农药创新的各个领域都取得了重要进展。概述了中国绿色农药研究取得的主要成就,主要集中于靶标发现、分子设计和产品开发方面。

卤素取代基在现代农药设计中的独特地位(下)

2含卤素杀虫剂 作用于昆虫中枢神经系统（烟碱乙酰胆碱受体）的杀虫剂在作物保护方面效果最为突出。通常,卤素取代可增强药剂对中枢神经系统的渗透性,能有效地改善药物活性。同样,对于钙离子通道（鱼尼丁受体）,卤代配体也具有重要作用（见2.3）,

卤素取代基在现代农药设计中的独特地位(上)

发明创造具有优良生物活性的活性成分以此来促进现代植物保护的发展，这需要研究发明一系列新的化学结构体。此一进程有可能引发所有具有潜在商业利益的化学药品的诞生。相似的生物效应往往有可能是完全不同的分子作用的结果。

粘虫中肠α-淀粉酶活性测定方法的参数优化

针对粘虫Mythimna separata中肠α-淀粉酶筛选了11种不同参数组合的3,5-二硝基水杨酸活性测定方法,并对其中最适组合的各个参数进行了优化。结果表明:在离体测定条件下,粘虫中肠α-淀粉酶活性的最优化测定参数为0.03mol/L磷酸盐缓冲液(pH8.0,含有55mmol/L NaCl)、温度45℃、吸收波长480nm。Ca2+对α-淀粉酶活性具有抑制作用。该优化法能够显著降低粘虫、德国小蠊Blattella germanica、黄粉虫Tenebrio molitor、淡色库蚊Culexpipiens pallens和家蝇Musca domestica等昆虫α-淀粉酶的米氏常数Km值,且粘虫和德国小蠊α-淀粉酶的Vmax值增大,但黄粉虫、淡色库蚊和家蝇α-淀粉酶的Vmax值均明显减小。结果说明,在该优化体系下,粘虫α-淀粉酶与底物的亲和力增强,最大反应速度增大,测定酶活性的准确性和灵敏度显著提高;同时该优化体系也可作为测定德国小蠊α-淀粉酶活性的优化方法,但不适合作为黄粉虫、淡色库蚊和家蝇α-淀粉酶的最优化测定方法。

高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾Sf9细胞自噬的诱导作用

采用噻唑蓝(MTT)染色、显微镜及透射电子显微镜观察、单丹磺酰戊二胺(MDC)荧光染色及蛋白质免疫印迹(WB)技术等方法,分别针对高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin)作用后草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵巢细胞系Sf9细胞的细胞活力、自噬发生的典型特征及自噬相关蛋白变化情况进行了测试及分析。结果表明:经不同浓度高效氯氰菊酯处理后,对草地贪夜蛾Sf9细胞活性的抑制效应与作用剂量及时间呈现依赖关系,并表现出典型的细胞自噬现象;LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ蛋白表达水平比和Beclin 1蛋白表达量呈现上调趋势,分别为对照组的201.32%和136.00%,p62蛋白表达量下调至对照组的68.13%。研究表明,高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾Sf9细胞具有显著的细胞毒性,并且其对细胞活力的抑制作用与自噬诱导途径相关。

含1,4-二氢吡啶环的新烟碱类化合物的合成及杀虫活性

通过NTN32692、芳香醛和氰基乙酸乙酯参与的多组份反应合成了15个全新的含1,4-二氢吡啶环的新烟碱类化合物,其结构均经过核磁共振氢谱、高分辨质谱、红外光谱确证。室内生物测定结果表明,目标化合物对孑孓Culex pipiens pallens、粘虫Pseudaletia separateWalker和蚜虫Aphis craccivora具有较高的杀虫活性,部分化合物在质量浓度为500mg/L下对粘虫和蚜虫的致死率可达到100%。

苯甲酰脲类化合物的合成及杀虫活性

对2-氨基-5-芳基-1,3,4口-恶二唑的合成进行了深入研究,找到了一种基于HBr-H2O2体系的绿色合成新方法,并以此为中间体,合成了18个未见报道的苯甲酰脲类目标化合物,所有化合物均通过核磁共振、高分辨质谱、红外光谱的分析鉴定。生物活性测试结果表明,在500mg/L浓度下该系列目标化合物均未表现出显著的杀虫活性。

灭多威对果蝇胚胎S2和人肝癌HepG2细胞的遗传毒性研究

灭多威对环境中非靶标生物的毒性作用广受关注。选用果蝇胚胎S2细胞和人肝癌HepG2细胞为研究对象,采用噻唑蓝(MTT)细胞活力测定、单细胞彗星电泳和磷酸化组蛋白(γH2AX)免疫荧光印迹等方法研究了灭多威的细胞毒性。结果表明:随着灭多威浓度的升高,S2和HepG2细胞活力均呈逐渐下降趋势;两种细胞均出现显著的彗星现象,且彗星尾长增加,尾部面积增大;γH2AX阳性细胞百分率逐渐增大。表明果蝇S2和人HepG2细胞DNA受损程度随着灭多威剂量的增大而加重,灭多威可诱导细胞DNA双链断裂,最终导致细胞凋亡。灭多威具有潜在的基因毒性,长时间接触会损害人类健康。