有机化学 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (1): 41-53.DOI: 10.6023/cjoc202305030 上一篇 下一篇
综述与进展
张莹珍, 江丹丹, 李娟华, 王菁菁, 刘昆明*(), 刘晋彪*()
收稿日期:
2023-05-24
修回日期:
2023-07-11
发布日期:
2023-09-21
基金资助:
Yingzhen Zhang, Dandan Jiang, Juanhua Li, Jingjing Wang, Kunming Liu(), Jinbiao Liu()
Received:
2023-05-24
Revised:
2023-07-11
Published:
2023-09-21
Contact:
*E-mail: Supported by:
文章分享
硒代半胱氨酸(Sec)在维持生命系统运行中具有重要地位, 其浓度异常, 将导致多种生理疾病. 荧光探针具有高灵敏度、高时空分辨率、无损和可视化检测的优点. 然而, 由于生物硫醇的干扰, 用于体内成像的高选择性硒代半胱氨酸探针构建具有挑战性. 近年来, 为了提高探针选择性、准确性和荧光特性等, 人们采取了多种设计策略. 基于识别机制类型, 从设计原理、性能特点及成像应用几个方面对Sec荧光探针的研究进展进行了评述, 并展望了该领域面临的挑战和发展趋势.
张莹珍, 江丹丹, 李娟华, 王菁菁, 刘昆明, 刘晋彪. 高选择性硒代半胱氨酸荧光探针的构建策略及成像[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 41-53.
Yingzhen Zhang, Dandan Jiang, Juanhua Li, Jingjing Wang, Kunming Liu, Jinbiao Liu. Construction Strategy and Imaging of Highly Selective Selenocysteine Fluorescent Probes[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2024, 44(1): 41-53.
识别机制 | 探针编号 | 荧光骨架 | 线性范围/(μmol•L-1) | 检测限(LOD)/(nmol•L-1) | 响应时间/min | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
芳香亲核取代反应 | 1 | 荧光素 | — | — | 10 | [ |
2 | 香豆素 | 0.5~100 | — | 3 | [ | |
3 | 香豆素 | 0~80 | 47 | 30 | [ | |
4 | 香豆素 | 0~100 | 18 | 6 | [ | |
5 | 四氢萘-氧杂蒽 | 0~50 | 17 | 2 | [ | |
6 | 四氢萘-氧杂蒽 | 0~32 | 11.2 | 3 | [ | |
7 | 菲并咪唑 | 0~50 | 65.4 | 4 | [ | |
8 | 菲并咪唑 | 0~50 | 84.7 | 3.5 | [ | |
9 | 染料HD-NH2 | 0~40 | _— | 10 | [ | |
10 | 氧杂蒽染料 | 0~40 | 18.5 | 5 | [ | |
11 | 二氰基甲基苯并吡喃荧光素 | 0.2~80 | 60 | 10 | [ | |
12 | 二氰基槐酮 | 0~100 | 10 | 20 | [ | |
13 | 染料NN | 0~1 | 22 | 2.5 | [ | |
14 | 七甲基花菁素 | 0~7 | — | 4 | [ | |
15 | 香豆素 | 0~45 | 6.9 | 4 | [ | |
16 | 2-(2-萘基)苯并噻唑 | 0~10 | 10.6 | 10 | [ | |
17 | 黄绿色发光碳点 | 0~30 | — | 12 | [ | |
苯醚硒解反应 | 18 | 硼-二苯并吡喃甲烷染料 | 0~25 | 16 | 10 | [ |
19 | 硼-二苯并吡喃甲烷染料 | 0~10 | 9 | 10 | [ | |
20 | 二腈基亚甲基苯并吡喃 | 0.2~80 | 62 | 5 | [ | |
21 | 香豆素 | 0~50 | 7.88 | 10 | [ | |
加成-环化-裂解串联 | 22 | 4-羟基萘酰亚胺骨架 | 0~30 | 12 | 1 | [ |
23 | 七甲基花菁素 | 0~15 | 92 | 5 | [ | |
24 | 荧光素 | — | — | — | [ | |
其他反应 | 25 | 七甲基花菁素 | 0~20 | 90 | 3 | [ |
26 | TP-NN | — | — | — | [ | |
27 | 半花菁素染料 | 0~20 | 7 | — | [ |
识别机制 | 探针编号 | 荧光骨架 | 线性范围/(μmol•L-1) | 检测限(LOD)/(nmol•L-1) | 响应时间/min | 参考文献 |
---|---|---|---|---|---|---|
芳香亲核取代反应 | 1 | 荧光素 | — | — | 10 | [ |
2 | 香豆素 | 0.5~100 | — | 3 | [ | |
3 | 香豆素 | 0~80 | 47 | 30 | [ | |
4 | 香豆素 | 0~100 | 18 | 6 | [ | |
5 | 四氢萘-氧杂蒽 | 0~50 | 17 | 2 | [ | |
6 | 四氢萘-氧杂蒽 | 0~32 | 11.2 | 3 | [ | |
7 | 菲并咪唑 | 0~50 | 65.4 | 4 | [ | |
8 | 菲并咪唑 | 0~50 | 84.7 | 3.5 | [ | |
9 | 染料HD-NH2 | 0~40 | _— | 10 | [ | |
10 | 氧杂蒽染料 | 0~40 | 18.5 | 5 | [ | |
11 | 二氰基甲基苯并吡喃荧光素 | 0.2~80 | 60 | 10 | [ | |
12 | 二氰基槐酮 | 0~100 | 10 | 20 | [ | |
13 | 染料NN | 0~1 | 22 | 2.5 | [ | |
14 | 七甲基花菁素 | 0~7 | — | 4 | [ | |
15 | 香豆素 | 0~45 | 6.9 | 4 | [ | |
16 | 2-(2-萘基)苯并噻唑 | 0~10 | 10.6 | 10 | [ | |
17 | 黄绿色发光碳点 | 0~30 | — | 12 | [ | |
苯醚硒解反应 | 18 | 硼-二苯并吡喃甲烷染料 | 0~25 | 16 | 10 | [ |
19 | 硼-二苯并吡喃甲烷染料 | 0~10 | 9 | 10 | [ | |
20 | 二腈基亚甲基苯并吡喃 | 0.2~80 | 62 | 5 | [ | |
21 | 香豆素 | 0~50 | 7.88 | 10 | [ | |
加成-环化-裂解串联 | 22 | 4-羟基萘酰亚胺骨架 | 0~30 | 12 | 1 | [ |
23 | 七甲基花菁素 | 0~15 | 92 | 5 | [ | |
24 | 荧光素 | — | — | — | [ | |
其他反应 | 25 | 七甲基花菁素 | 0~20 | 90 | 3 | [ |
26 | TP-NN | — | — | — | [ | |
27 | 半花菁素染料 | 0~20 | 7 | — | [ |
[1] |
Schwarz, K.; Foltz, C. M. J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 3292.
|
[2] |
Hassan, Z. M.; Mohammadi, F. G.; Zamaninour, N. Obes. Surg. 2019, 29, 3743.
doi: 10.1007/s11695-019-04148-0 |
[3] |
Wu, D.; Chen, L.; Kwon, N.; Yoon, J. Chem 2016, 1, 674.
doi: 10.1016/j.chempr.2016.10.005 |
[4] |
Brinkman, M.; Buntinx, F.; Muls, E.; Zeegers, M. P. Lancet Oncol. 2006, 7, 766.
doi: 10.1016/S1470-2045(06)70862-2 |
[5] |
Reich, H.; Hondal, R. ACS Chem. Biol. 2016, 11, 821.
doi: 10.1021/acschembio.6b00031 |
[6] |
Burk, R. F.; Hill, K. E. Annu. Rev. Nutr. 2015, 35, 109.
doi: 10.1146/nutr.2015.35.issue-1 |
[7] |
Roman, M.; Jitaru, P.; Barbante, C. Metallomics 2014, 6, 25.
doi: 10.1039/C3MT00185G |
[8] |
Diamond, A. Nutrients 2015, 7, 3938.
doi: 10.3390/nu7053938 |
[9] |
Steibrenner, H.; Speckmann, B.; Klotz, L. O. Arch. Biochem. Biophys. 2016, 595, 113.
doi: 10.1016/j.abb.2015.06.024 |
[10] |
Schoenmakers, E.; Chatterjee, K. Antioxid. Redox Signaling 2020, 33, 481.
doi: 10.1089/ars.2020.8097 |
[11] |
Puppala, A. K.; French, R. L.; Matthies, D.; Baxa, U.; Subramaniam, S.; Simonović, M. Sci. Rep. 2016, 6, 32563.
doi: 10.1038/srep32563 |
[12] |
Santesmasses, D.; Gladyshev, V. N. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 11593.
doi: 10.3390/ijms222111593 |
[13] |
Vonderheide, A. P.; Montes-Bayon, M.; Caruso, J. A. Analyst 2002, 127, 49.
doi: 10.1039/b107781c |
[14] |
Liang, L.; Mo, S.; Zhang, P.; Cai, Y.; Mou, S.; Jiang, G.; Wen, M. J. Chromatogr. A 2006, 1118, 139.
doi: 10.1016/j.chroma.2006.03.113 |
[15] |
Quijano, M. A.; Gutiérrez, A. M.; Pérez-Conde, M. C.; Cámara, C. J. Anal. At. Spectrom. 1996, 11, 407.
doi: 10.1039/JA9961100407 |
[16] |
Xu, Q.; Heo, C. H.; Kim, J. A.; Lee, H. S.; Hu, Y.; Kim, D.; Swamy, K. M. K.; Kim, G.; Nam, S.-J.; Kim, H. M. Anal. Chem. 2016, 88, 6615.
doi: 10.1021/acs.analchem.6b01738 |
[17] |
Xia, S.; Wang, J.; Bi, J.; Wang, X.; Fang, M.; Phillips, T.; May, A.; Conner, N.; Tanasova, M.; Luo, F.-T. Sens. Actuators, B 2018, 265, 699.
doi: 10.1016/j.snb.2018.02.168 |
[18] |
Liu, W.; Chen, J.; Xu, Z. Coord. Chem. Rev. 2021, 429, 213638.
doi: 10.1016/j.ccr.2020.213638 |
[19] |
Hyman, L. M.; Franz, K. J. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2333.
doi: 10.1016/j.ccr.2012.03.009 |
[20] |
Wang, H.-S. TrAC, Trends Anal. Chem. 2016, 85, 181.
|
[21] |
Li, J.; Zhang, Y.; Wang, P.; Yu, L.; An, J.; Deng, G.; Sun, Y.; Kim, J. S. Coord. Chem. Rev. 2021, 427, 213559.
doi: 10.1016/j.ccr.2020.213559 |
[22] |
Chen, C.; Liu, W.; Xu, C.; Liu, W. Biosens. Bioelectron. 2016, 85, 46.
doi: 10.1016/j.bios.2016.04.098 |
[23] |
Zhang, J. D.; Zhan, Y. Chin. J. Org. Chem. 2020, 40, 1847 (in Chinese).
doi: 10.6023/cjoc202002025 |
(张继东, 詹妍, 有机化学, 2020, 40, 1847.)
|
|
[24] |
Valand, R. S.; Sivaiah, A. J. Mater. Chem. 2023, 11, 2614.
|
[25] |
Maeda, H.; Katayama, K.; Matsuno, H.; Uno, T. Angew. Chem., 2006, 118, 1842.
doi: 10.1002/ange.v118:11 |
[26] |
Zhang, B.; Ge, C.; Yao, J.; Liu, Y.; Xie, H. C.; Fang, J. G. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 757.
doi: 10.1021/ja5099676 |
[27] |
Zhang, H.; Li, M.; Feng, W.; Feng, G. Q. Dyes Pigm. 2018, 149, 475.
doi: 10.1016/j.dyepig.2017.10.031 |
[28] |
Sun, Q.; Yang, S. H.; Wu, L.; Dong, Q. J.; Yang, W. C.; Yang, G. F. Anal. Chem. 2016, 88, 6084.
doi: 10.1021/acs.analchem.6b01545 |
[29] |
Zhang, P.; Ding, Y.; Liu, W.; Niu, G.; Zhang, H.; Ge, J.; Wu, J.; Li, Y.; Wang, P. Sens. Actuators, B 2018, 264, 234.
|
[30] |
Wang, Z.; Zheng, H.; Zhang, C.; Tang, D.; Wu, Q.; Dessie, W.; Jiang, Y. Sensors 2020, 20, 4768.
doi: 10.3390/s20174768 |
[31] |
Wang, Z.; Su, W.; Zheng, H.; Yang, S.; Yang, T.; Han, T.; Dessie, W.; He, X.; Jiang, Y.; Hao, Y. Spectrochim. Acta, Part A 2022, 267, 120585.
doi: 10.1016/j.saa.2021.120585 |
[32] |
Chen, H.; Dong, B.; Tang, Y.; Lin, W. Chem.-Eur. J. 2015, 21, 11696.
doi: 10.1002/chem.v21.33 |
[33] |
Wang, Z.; Yang, S.; Liu, X.; Yang, T.; Han, T.; He, X.; Jiang, Y.; Hao, Y. Microchem. J. 2021, 170, 106681.
doi: 10.1016/j.microc.2021.106681 |
[34] |
Feng, W. Y.; Li, M. X.; Sun, Y.; Feng, G. Q. Anal. Chem. 2017, 89, 6106.
doi: 10.1021/acs.analchem.7b00824 |
[35] |
Zhang, L.; Kai, X.; Zhang, Y.; Zheng, Y.; Xue, Y.; Yin, X.; Zhao, J. Analyst 2018, 143, 4860.
doi: 10.1039/C8AN00765A |
[36] |
Luo, K.; Jia, M.; Xie, C.; Yang, Q.; Tan, L.; Liu, X.; Zhou, L. Sens. Actuators, B 2023, 375, 132944.
doi: 10.1016/j.snb.2022.132944 |
[37] |
Han, X.; Wang, R.; Song, X.; Yu, F.; Chen, L. Anal. Chem. 2018, 90, 8108.
doi: 10.1021/acs.analchem.8b01306 |
[38] |
Wang, Z.; Hao, C.; Luo, X.; Wu, Q.; Zhang, C.; Dessie, W.; Jiang, Y. Molecules 2020, 25, 4768.
doi: 10.3390/molecules25204768 |
[39] |
Zhao, M.; Shi, D.; Hu, W.; Ma, T.; He, L.; Lu, D.; Hu, Y.; Zhou, L. Spectrochim. Acta, Part A 2021, 260, 119983.
doi: 10.1016/j.saa.2021.119983 |
[40] |
Wang, Q.; Zhang, S.; Zhong, Y.; Yang, X. F.; Li, Z.; Li, H. Anal. Chem. 2017, 89, 1734.
doi: 10.1021/acs.analchem.6b03983 |
[41] |
Dai, C. G.; Wang, J. L.; Song, Q. H. J. Mater. Chem. B 2016, 4, 6726.
doi: 10.1039/C6TB02081J |
[42] |
Li, M.; Feng, W.; Zhai, Q.; Feng, G. Biosens. Bioelectron. 2017, 87, 894.
doi: 10.1016/j.bios.2016.09.056 |
[43] |
Zhao, X.; Yuan, G.; Ding, H.; Zhou, L.; Lin, Q. J. Hazard. Mater. 2020, 381, 120918.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2019.120918 |
[44] |
Fu, Z. H.; Han, X.; Shao, Y. L.; Fang, J. G.; Zhang, Z. H.; Wang, Y. W.; Peng, Y. Anal. Chem. 2017, 89, 1937.
doi: 10.1021/acs.analchem.6b04431 |
[45] |
Tian, Y.; Xin, F.; Gao, C.; Jing, J.; Zhang, X. J. Mater. Chem. 2017, 5, 6890.
|
[46] |
Luo, X.; Wang, R.; Lv, C.; Chen, G.; You, J.; Yu, F. Anal. Chem. 2020, 92, 1589.
doi: 10.1021/acs.analchem.9b04860 |
[47] |
Shimomura, T.; Hirakawa, N.; Ohuchi, Y.; Ishiyama, M.; Shiga, M.; Ueno, Y. ACS Sens. 2021, 6, 2125.
doi: 10.1021/acssensors.1c00496 |
[48] |
Han, Y. Y.; Liu, C.; Xu, H. P.; Cao, Y. Chin. J. Chem. 2022, 40, 1578.
doi: 10.1002/cjoc.v40.13 |
[49] |
Tian, Y.; Zhu, B. C.; Yang, W.; Jing, J.; Zhang, X. L. Sens. Actuators, B 2018, 262, 345.
doi: 10.1016/j.snb.2018.01.181 |
[50] |
Han, X.; Song, X.; Yu, F.; Chen, L. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1700769.
doi: 10.1002/adfm.v27.28 |
[51] |
Wang, Y.; Zhang, L. W.; Chen, L. X. Anal. Chem. 2020, 92, 1997.
doi: 10.1021/acs.analchem.9b04381 |
[52] |
Xu, K.; Qiang, M.; Gao, W.; Su, R.; Li, N.; Gao, Y.; Xie, Y.; Kong, F.; Tang, B. Chem. Sci. 2013, 4, 207890.
|
[53] |
Kong, F.; Hu, B.; Gao, Y.; Xu, K.; Pan, X.; Huang, F.; Zheng, Q.; Chen, H.; Tang, B. Chem. Commun. 2015, 51, 3102.
doi: 10.1039/C4CC06359G |
[1] | 付雅彤, 孙超凡, 张丹, 金成国, 陆居有. 巢式-碳硼烷硼氢键官能化反应研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 438-447. |
[2] | 张剑, 梁万洁, 杨艺, 闫法超, 刘会. 联烯胺化合物的区域选择性双官能团化[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 335-348. |
[3] | 陈宛婷, 钟雄威, 邢佳乐, 吴昌书, 高杨. C—N轴手性化合物的不对称催化合成研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 349-377. |
[4] | 杨维清, 葛宴兵, 陈元元, 刘萍, 付海燕, 马梦林. 1,8-萘酰亚胺衍生物的设计、合成及其对半胱氨酸的识别研究[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 180-194. |
[5] | 王婧怡, 刘金羽, 陈东升, 陈华燕, 谢欣, 南发俊. 新型选择性半胱氨酰白三烯受体1 (CysLT1R)拮抗剂的设计合成及构效关系研究[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 259-276. |
[6] | 张俊杰, 徐学涛. (S)-(–)-Xylopinine和(S)-(+)-Laudanosine的不对称合成[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3297-3303. |
[7] | 王兢睿, 冯永奎, 王能中, 黄年玉, 姚辉. 钯催化立体选择性合成硝基烷类β-碳糖苷[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3216-3225. |
[8] | 李焕清, 陈兆华, 陈祖佳, 邱琪雯, 张又才, 陈思鸿, 汪朝阳. 基于有机小分子的汞离子荧光探针研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3067-3077. |
[9] | 丁炳辉, 韩少辉, 熊海青, 王本花, 左伯军, 宋相志. 高选择性比率型荧光探针用于急性肺损伤中次氯酸的检测[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2878-2884. |
[10] | 范威. O2促进下五元环烯胺的C—H亚胺化[J]. 有机化学, 2023, 43(7): 2492-2498. |
[11] | 户晓兢, 郭斐翔, 朱润青, 周柄棋, 张涛, 房立真. 对烷氧基酚的合成及其去芳构化后的合成应用[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2239-2244. |
[12] | 刘甜甜, 张鸿鹏, 焦晓梦, 白银娟. 多信号同时检测生物硫醇荧光探针的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2081-2095. |
[13] | 刘飞冉, 敬静, 张小玲. 细胞器靶向型半胱氨酸荧光探针研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 2053-2067. |
[14] | 李宜芳, 王耀, 牛华伟, 陈秀金, 李兆周, 王永国. 线粒体靶向的二氧化硫荧光探针研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(6): 1952-1962. |
[15] | 蒋旺, 史壮志. 芳烃间/对位选择性碳氢硼化反应研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1691-1705. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||