摘要 基于CuS的生成，設(shè)計合成了一個含氟硼二吡咯（Boron-dipyrromethene， BODIPY）的硫化氫熒光探針Mito-BPN-Cu。 光物理性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，探針的最大吸收峰為694 nm，最大發(fā)射波長為805 nm。 Mito-BPN-Cu對硫化氫表現(xiàn)出高的選擇性，且具有極快的響應(yīng)速度（10 s內(nèi)）。 在純乙腈體系及V（乙腈）∶V（水）=1∶1體系中，Mito-BPN-Cu對硫化氫（H2S）均具有較高的靈敏性，其中在后者溶劑體系中的檢測限達(dá)到了0. 56 μmol/L。Mito-BPN-Cu具有低的細(xì)胞毒性，在48 h、最大濃度150 μmol/L下，HCT116細(xì)胞的存活率仍大于80%。 此外，該探針能特異性靶向線粒體，皮爾森相關(guān)系數(shù)（Pearson′s correlation coefficient， PCC）為0. 92。 鑒于該探針上述優(yōu)點(diǎn)，Mito-BPN-Cu成功用于對HCT116細(xì)胞中的硫化氫熒光成像。

關(guān)鍵詞 硫化氫；熒光探針；熒光成像；線粒體靶向；近紅外

中圖分類號：O614. 1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-0518（2025）02-0192-09

生命體系內(nèi)的氣體信號分子有3種： 一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）和硫化氫（H2S）［1-2］。 其中，NO在心血管系統(tǒng)中作為“內(nèi)皮細(xì)胞舒張因子”，因其功能的闡明而在1998年被授予諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎。CO則參與了炎性反應(yīng)引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)、缺血再灌注損傷和內(nèi)毒素休克等病理過程，發(fā)揮著重要的抗炎、抗凋亡和細(xì)胞保護(hù)作用。 近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，H2S廣泛參與人體內(nèi)一系列生理活動，如血管調(diào)節(jié)、神經(jīng)傳導(dǎo)、心肌收縮與舒張、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞壞死與凋亡等［3-5］。H2S的生理濃度為1～100 nmol/L，在細(xì)胞中主要分布于胞質(zhì)和線粒體中［6］。

目前，檢測生命體系中H2S的方法有很多，如比色法［7］、電化學(xué)分析法［8］、色譜分析法［9］、金屬硫化物沉淀法和熒光探針法等［10］。 其中，熒光探針法由于無需復(fù)雜的樣品前處理，可實(shí)時、原位檢測和具有高選擇性、靈敏性而被廣泛用于細(xì)胞或動物活體內(nèi)H2S的熒光成像。 利用H2S的化學(xué)特性，研究者設(shè)計了多種基于不同檢測機(jī)理的H2S熒光探針，并用于各種生命活動中H2S的檢測和成像，期望更全面和準(zhǔn)確闡明重要生理功能［11-15］。 常見的檢測機(jī)理有： 1）H2S還原疊氮/硝基為氨基［16-17］； 2）H2S的一步或兩步親核取代反應(yīng)［18-20］； 3）生成金屬硫化物（通常是CuS）［21-22］。 前2種反應(yīng)通常較慢，耗時大于15 min，而基于CuS生成則能很快發(fā)生，常在10 s即可完成。

基于此，利用氟硼二吡咯（BODIPY）為熒光基團(tuán)母核，在3，5位利用Knoevenagel縮合反應(yīng)延長共軛鏈，使激發(fā)和發(fā)射波長增大至近紅外區(qū)（＞650 nm），并引入雙吡啶基作為Cu2+配位點(diǎn)形成銅配合物，制備得到了一個近紅外發(fā)射，具有較好選擇性、靈敏性和能快速檢測H2S的熒光探針，系統(tǒng)研究了其在溶液中對H2S的檢測和癌細(xì)胞中對H2S的熒光成像。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1. 1 儀器和試劑

DPX-400型核磁共振波譜儀（NMR，德國Bruker公司，CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)）；LCQ Fleet型質(zhì)譜儀（MS，賽默飛世爾科技公司）；F-4700型熒光分光光度計（日本日立公司）；UV-2700型紫外-可見分光光度計（UV-Vis，日本島津公司）；TD5型離心機(jī)（上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；WIGGENSWCI-180型CO2恒溫培養(yǎng)箱（北京桑翌實(shí)驗(yàn)儀器研究所）；FV1200型激光共聚焦顯微鏡（日本Olympus公司）。