用于检测铝离子的比色荧光探针及细胞成像研究

张凯,李明路,董川,宋胜梅,刘洋

(山西大学 环境科学研究所,化学化工学院,山西 太原 030006)

0 引言

自从1871年Von Bayer首次合成荧光素。由于荧光素水溶性好,荧光量子产率高,摩尔消光系数大等较为优异的性能,已被广泛地作为荧光团用于各种离子的检测和生物成像[1-2]。荧光素主要由氧杂蒽环和苯环两部分组成,由于这两部分独一无二的特点,荧光素常被用作各种目标分子的光学传感[3-4],特别是金属离子,如Hg2+[5]、Al3+[6-9]、Cu2+[10]等。

铝是地壳中含量最多的金属元素,其含量大约为8%,仅次于氧和硅。铝的化合物和我们的生活息息相关,例如食品包装、医药、餐饮器具等[11-12]。然而，摄入过多的铝会导致一系列疾病的发生,例如阿尔兹海默症和肌萎缩性脊髓侧索硬化症等[13-14]。据报道,人平均每天摄入铝的量约为3.0～10.0 mg,另外,人体每周摄入铝的量在人体重的占比大约为7 mg/kg[15-16]。因此,在生物体中定量检测Al3+是非常必要的。在各种检测分析方法中,光学(荧光和比色)探针由于具有灵敏度高、对分析物损伤小和“裸眼”检测等优点而备受关注[10,17]。侯等报道了一种可选择性检测Al3+的比色荧光探针,其探针斯托克斯位移较小(50 nm),另外发射波长处于蓝光区,背景干扰较大,会极大地限制其在生物成像的应用[6]。对该探针的改进需要从斯托克斯位移和波长两方面着手。

本文以荧光素为基体,通过5-硝基水杨醛与二溴荧光素酰肼缩合反应,合成了比色-荧光探针5-硝基水杨醛二溴荧光素腙(NDH),并对其结构进行了表征。通过荧光光谱(荧光法)和紫外光谱(比色法)考察了探针NDH对常见金属离子的响应,发现荧光探针NDH对Al3+具有相对较高的选择性。……