3-氨基香豆素衍生的荧光探针

背景介绍重金属和硫化物、过氧化物在环境或细胞中的含量超标会严重威胁生物和人体健康，实时高效便捷地检测这些对环境和人类有重大威胁的有害物质是否过量非常重要。同时，谷胱甘肽等生物硫醇和含硫醇蛋白质在细胞中发挥着重要的生理作用，细胞中生物硫醇和硫醇蛋白的种类和含量发生变化常预示着某种相应的代谢与生理变化，实时便捷地检测这些活性物质的变化对于研究机体的生理和病理状况以及新药开发都十分必要。荧光探针可以很好地满足这些需要。文章亮点1.以荧光发色团3-氨基香豆素为原料，发展出了一系列易合成的高效的荧光探针，这些荧光探针利用开关原理，可高选择性、高灵敏度地检测多种重金属离子，包括Hg2+、Ag+、Cu2+、Cu+、Pd2+、Cr2+和Zn2+等，可实时检测硫化物与过氧化氢，也可实时可视化检测细胞中的上述有害物质；2.以3-氨基香豆素为起始物，也发展出了多种生物探针，可高选择性地可视化检测生活细胞中的多种生物硫醇或布鲁顿酪氨酸激酶等含硫醇的活性蛋白质含量。内容介绍本文综述了已发表的以3-氨基香豆素为原料发展的荧光探针及其应用的报道。1

检测金属离子（Hg2+、Ag+、Cu2+、Cu+、Pd2+、Zn2+、Cd2+等）的荧光探针当机体或细胞长时间处于金属离子胁迫或与高浓度金属离子接触，尤其是过渡金属离子接触，就会对机体和细胞造成伤害。因此，不借助于昂贵的仪器设备，能够快速、经济、可视化地检测出环境、细胞和人体中的金属离子特别是重金属离子，是荧光探针研究的一个重要内容。以3-氨基香豆素为原料，也成功发展出了系列的荧光探针。2

检测生物硫醇和H2O2的荧光探针2.1

检测生物硫醇的荧光探针以7-羟基-3-氨基香豆素为原料快捷地制备了共价连接马来酸骨架的香豆素探针9（图2）。探针9可以穿透细胞膜，快速地检测细胞内如人胚肾细胞系（HEK-293）中的GSH（图3）。2.2

检测生物硫醇和H2O2的双功能荧光探针合作，以7-二乙氨基-3-氨基香豆素为原料，设计合成了一种双响应性荧光探针13（图4），探针13的灵敏度和选择性良好，仅对DTT、GSH、Hcy、Cys和H2O2有正反应，与其它氨基酸没有荧光反应发生。在硫醇检测中，反应速度的快慢大致顺序是：DTT>Hcy~Cys>GSH。无论是生物硫醇还是H2O2，探针的荧光强度都与它们的浓度呈线性正相关。Hela细胞的实验证实，探针13可以很好地检测细胞内的生物硫醇和H2O2。3

检测含Cys的蛋白质的荧光探针把香豆素-马来酰亚胺和依鲁替尼整合在一起，合成了生理条件下检测BTK的探针14，并在分子中巧妙地植入了末端炔基作为点击化学（ClickChemistry）的抓手，后期可以通过点击化学方便分离、纯化并确认和探针14发生反应的BTK蛋白（图5）。CCK-8细胞活性实验检测确认探针14具有类似于依鲁替尼对BTK的不可逆抑制活性，与细胞温浴5min就可以观察到荧光开关被打开，显示出预期的蓝色荧光，温浴1h时荧光强度即达到最大值（图6）。4

结论与展望以3-氨基香豆素为起始物发展的荧光探针可以成功地实时、可视化检测多种金属离子、S2-、H2O2、生物硫醇、以及含Cys残基的重组BTK蛋白质，展现了3-氨基香豆素在开发经济、高效、可视化生物荧光探针方面的良好前景。已可以很好地检测常见的生物硫醇小分子和特异性检测BTK蛋白，但在特异性检测更多含硫醇蛋白方面，还有很