巯基小分子荧光探针研究进展(2)
迄今为止，有各种不同的方法对于巯基小分子的检测，重要的有以下几种：高效液相色谱法(HPLC)[5]、紫外分光光度法[6]、电化学方法[7]、毛细管电泳法(CE)[8]和荧光分析法[9]等。在这多种方法中荧光法脱颖而出，其优点有：1.取样量小、2.使用仪器的方法比较简单、3.选择性好、4.敏感性强、5.容易观察结果、6.伤害生物体的程度小等，科学研究人员主要把此类技术运用到生物体内活性小分子检测中。
随着科技迅猛发展，在相关科技人员的科研努力成果中，终于揭开双光子类的荧光探针神秘的面纱，就技术方面而言双光子类的荧光探针会优于单光子类的荧光探针，其表现在如长波发射、大的穿透力、自身产生的荧光较低、伤害活性物质小、并且对活性物质能有长的观察结果的时间等[10-12]。本次实验论文就是有机类的单光子和有机类的双光子巯基小分子荧光探针的研究现状展开综述，与此同时，并对相关科技的发展趋势进行了展望。
1 有机单光子巯基小分子荧光探针研究现状
1.1 以硒氮键为巯基反应基团的检测巯基的荧光探针
谷胱甘肽过氧化物酶类似物Ebselen是在生物抗氧化防御体系关键的硒酶，有好的治疗学性能和低毒性，在生物和医学有重要的作用。Ebselen含有能与巯基发生特异反应的硒氮键。受此启发，一些基于硒氮键的硫醇探针被报道。
2010 年Zhu等报道了利用吸收红移和荧光增强双重检测硫醇的荧光探针[13] (图1)。在DM和H2O(8:2, v/v)混合溶液中，探针与GSH反应产生供电性强的邻苯二胺，从而导致吸收波长发生19nm的红移和3倍量的荧光增强。与β-巯基乙酸、β-巯基乙胺、二硫苏糖醇、半胱氨酸，金属离子，H2O2，Vc等相比较，该探针对GSH显示了更强的响应。
图1 硒氮键类巯基荧光探针结构式及其GSH响应机理
1.2 巯基反应基团为二硫键来检测巯基的荧光探针
因为生命体内的巯基会与二硫键发生反应，存在化学的动态平衡，因此，可利用巯基和二硫键发生作用而实现对巯基小分子的检测。2010年Zhu等人基于二硫键对巯基的选择性响应成功设计合成了一个基于萘二甲酰亚胺荧光团的含二硫键的比率型荧光探针[14]。在乙醇-PBS(pH＝7.4,V:V＝1:9)的缓冲溶液中，该探针与还原型GSH发生作用，二硫键断裂，溶液颜色从无色变成翠绿色，紫外最大吸收峰红移85nm，荧光最大发射峰红移48nm，荧光强度的比值(F533/F485)为0.5～5.7，对还原型GSH的最低检测限为28mol/L，同时该探针也成功实现了在活细胞HeLa中的生物荧光成像。
1.3巯基反应基团为醛基检测巯基的荧光探针
此种荧光探针通常的识别基团为醛基，因为醛基会与含有巯基小分子的氨基酸中巯基和氨基共同发生反应产生荧光类的化合物，用这样一种方法来检测巯基。其反应机理如图2：
图2 醛基与半胱氨酸和高半胱氨酸的反应机理
2013年Kong等[15]报道了一个以花青染料为荧光基团，醛基为识别基团的近红
外荧光探针(Cy–O–CHO)，实现了Cys与Hcy的有效检测。该探针在pH＝7.4浓的磷酸盐缓冲溶液中逐渐加入Cys，荧光强度逐渐增强，量子产率由0.036增强0.089，光化学稳定性好，检测限低，并且该探针成功实现了HepG2细胞的生物荧光成像。
1.4 方酸衍生物类检测巯基的荧光探针
方酸有缺电子中心四元环，四元环倾向于接近富电子基团，是一种强的亲电试剂。并且方酸有长的吸收和发射波长，在水溶液中有好的荧光性能。因此，方酸衍生物也被应用于巯基分子的检测。