一个基于bisalicylhydrazone的光探针,用于检测Al3+具有高灵敏度和选择性,并在活细胞中进行成像
Jianqi Sun1, Yigang Wang2, Mingda Wang2
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Jiujiang University, Jiujiang, Jiangxi 332005, China.
概括
一个基于bisalicylhydrazone的新型光探针,bisalicyladehyde benzoylhydrazone (BS-BH),可以选择性地检测出高灵敏度的离子 (Al3+). 这种探测器展示了生物成像的潜力,因为它具有生物相容性和检测活细胞中的Al3+的能力.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- 离子 (Al3+) 在生物过程中起着至关重要的作用,但它们的失调与各种疾病有关.
- 对Al3+的敏感和选择性检测方法对于研究和临床应用都至关重要.
- 光探测器提供了诸如高灵敏度和实时监控能力等优势.
研究的目的:
- 设计和合成一种基于bisalicylhydrazone的新型光探针 (BS-BH),用于选择性检测Al3+.
- 研究BS-BH探测器对Al3+的光物理性质和传感机制.
- 评估探测器适用于生物应用的适用性,包括对活细胞中的Al3+成像.
主要方法:
- 合成和表征的bisalicyladehyde醇 (BS-BH) 探针.
- 谱学研究 (UV-Vis吸收,光发射) 用于分析探头-分析物相互作用.
- 约伯的情节分析,以确定结合性静脉测量.
- 光定位以量化检测极限和关联常量.
- 密度函数理论 (DFT) 和时间依赖的DFT (TD-DFT) 计算以阐明传感机制.
- 用于生物相容性评估的MTT测定.
- 在生物系统中可视化Al3+的活细胞成像实验.
主要成果:
- 在生理条件下,BS-BH探测器在甲醇-水介质中对Al3+具有很高的灵敏度和选择性.
- 在与Al3+结合后,探测器显示出很大的斯托克斯移位 (∼122nm) 和光强度显著增强 (超过1000倍).
- 证实了BS-BH和Al3+之间的1:2结合比,其低检测极限为3.50nM,高关联常数为1.12 × 10^9 M^-2.
- 传感机制涉及抑制的激发状态内分子质子转移 (ESIPT),抑制的光诱导电子转移 (PET),激活的化增强光 (CHEF) 和限制的C=N异构.
- 该探头在添加Na2-EDTA时显示出可逆性,并显示出良好的生物相容性,使得在活细胞中有效的Al3+成像.
结论:
- 设计的BS-BH探头是一种高度敏感和选择性的Al3+检测化学传感器.
- 探测器的机制依赖于由Al3+结合调节的光物理过程的组合.
- 由于其生物相容性和光特性,BS-BH在生物环境中对Al3+的实时监测和成像具有很好的潜力.
