研究目的
设计、合成并表征一种新型荧光探针，用于生物体系中半胱氨酸的灵敏和选择性检测，将其与同型半胱氨酸和谷胱甘肽等其他生物硫醇区分开来，并将其应用于活细胞和斑马鱼中的成像。
研究成果
IPPA是一种对半胱氨酸具有高选择性和高灵敏度的荧光探针，检测限低、细胞渗透性好且毒性低。该探针成功实现了活细胞和斑马鱼体内半胱氨酸的成像，显示出其在生物检测应用中的潜力。未来工作应聚焦于结构优化以提升体内诊断性能。
研究不足
该探针可能无法在所有情况下完全区分半胱氨酸（Cys）和同型半胱氨酸（Hcy），其在哺乳动物或啮齿类动物体内的应用可能需要进一步优化，例如开发红色或近红外探针以提高穿透性并减少背景干扰。
1：实验设计与方法选择：
本研究基于咪唑[1,2-a]吡啶荧光团和丙烯酸酯识别基团设计小分子荧光探针（IPPA），利用迈克尔加成反应实现选择性检测。研究方法包括合成与表征（核磁共振、傅里叶变换红外光谱、高分辨质谱）、荧光及紫外-可见光谱分析、细胞毒性实验、细胞成像及斑马鱼成像。
2：样本选择与数据来源：
样本包含合成的IPPA、生物硫醇（半胱氨酸、高半胱氨酸、谷胱甘肽）、氨基酸、金属离子、HepG2细胞及斑马鱼。数据来源于实验测定和标准试剂。
3：实验设备与材料清单：
设备包括荧光分光光度计（安捷伦Cary Eclipse）、紫外-可见分光光度计（岛津UV-1800）、核磁共振仪（安捷伦）、pH计（上海雷磁pH-25）、荧光显微镜（尼康EVOS FL Auto/Ti-S）、酶标仪（BioTek ELx808）及液相色谱-高分辨质谱系统（沃特世UPLC/XevoTQ、安捷伦Q-TOF）。材料包括Sigma-Aldrich、国药集团和J&K的化学试剂及细胞培养试剂。
4：0）、核磁共振仪（安捷伦）、pH计（上海雷磁pH-25）、荧光显微镜（尼康EVOS FL Auto/Ti-S）、酶标仪（BioTek ELx808）及液相色谱-高分辨质谱系统（沃特世UPLC/XevoTQ、安捷伦Q-TOF）。材料包括Sigma-Aldrich、国药集团和J&K的化学试剂及细胞培养试剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：流程包括IPPA合成、检测条件优化（pH值、DMSO浓度）、多种分析物的选择性测试、荧光滴定实验、通过核磁共振和高分辨质谱研究反应机制、密度泛函理论计算、细胞毒性实验（CCK-8法）、HepG2细胞成像及斑马鱼成像。
5：数据分析方法：
采用荧光强度测量、准一级动力学分析、检测限计算、统计方法（均值±标准误，n=3）及Gaussian 09软件进行密度泛函理论计算。
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fluorescence spectrophotometer
Cary Eclipse
Agilent Technologies
Recording fluorescence spectra for detection and analysis of fluorescent probes.
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UV-Vis spectrophotometer
UV-1800
Shimadzu
Measuring UV-Vis absorption spectra of samples.
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NMR spectrometer
600 MHz
Agilent Technologies
Collecting 1H and 13C NMR spectra for characterization of synthesized compounds.
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fluorescence microscope
EVOS FL Auto
Invitrogen (part of Thermo Fisher Scientific)
Performing fluorescence imaging of cells and tissues.
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LC-HRMS system
Agilent Accurate-Mass-Q-TOF MS 6520
Agilent
High-resolution mass spectrometry for characterization.
-
pH meter
pH-25
Shanghai REX Instrument Factory
Measuring pH values of solutions.
-
fluorescence microscope
Nikon Ti-S
Nikon
Performing epifluorescence microscopy for imaging applications.
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microtiter plate reader
ELx808
BioTek
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LC-HRMS system
UPLC/XevoTQ MS/MS
Waters
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