有机双光子pH荧光探针研究进展

杨志广 李宁宁 张旭亮 孔辉华 郭 达 刘亚丽

(河南省周口师范学院化学化工学院 466001)

细胞内pH在生命体系许多生理过程中扮演着重要角色，包括细胞的代谢、生长、增殖、凋亡、信号转导以及离子转运等。研究发现，pH值的微小变化就有可能导致细胞功能紊乱，如引起癌症、肾衰竭、肺病、阿尔茨海默病等疾病。因此，检测细胞内pH的动态变化对于研究细胞的生理和病理过程具有十分重要的意义。荧光探针法因具有操作简便、灵敏度高、选择性好以及对细胞无损伤等特点，在检测细胞内pH变化中得到了广泛的应用。pH荧光探针主要是通过识别基团的质子化或去质子化来改变探针分子的荧光信号而实现pH响应的一类物质，大体可分为两类：一类是pH在6.80～7.40范围内灵敏响应的细胞质探针；另一类是pH在4.50～6.00范围内灵敏响应的酸性细胞器探针，如溶酶体探针。与传统的单光子荧光探针相比，双光子荧光探针具有近红外光激发、光毒性小和光漂白、自发荧光干扰弱以及组织穿透深度大等优点。特别是双光子共聚焦成像在细胞中能够延长活细胞和组织的观察时间[1～3]，这一独特优势使得双光子荧光探针技术在生物医药领域具有强大的发展潜力和广阔的应用前景。本文介绍了有机双光子吸收的基本原理以及近年有机双光子pH荧光探针的研究现状，同时对有机双光子pH荧光探针未来的发展趋势进行了展望。

1 双光子吸收基本原理

众所周知，单光子吸收一般是利用紫外或可见光激发荧光分子，只有当吸收的一个光子的能量与基态和激发态之间的能量差相匹配时才会发生。……