吲哚类ca-%272%2b-荧光指示剂及螯合母体的合成

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1、吲哚类Ca2+荧光指示剂及螯合母体的合成摘要钙是地球上五种含量最丰富的元素之一，它在生命体内也行使着一系列重要的调节功能。80年代以来Tsien等合成的具有EGTA、BAPTA螯合母体的钙荧光指示剂，广泛地用于细胞内游离[Ca2+]的测定。该类试剂通常以水溶液或盐的形式存在，且不能进入细胞。将其酯化后可以制成乙酸甲酯型(AM型)，从而可透过细胞膜而进入细胞，然后再在胞浆酯酶作用下水解而重新生成相应的游离酸型，与胞内游离Ca2+结合导致荧光信号的改变，进而达到测定活体细胞内游离Ca2+的目的。细胞Ca2+荧光探针的合成一直以来受到了广泛的关注，目前商业化应用的钙离子荧

2、光探针数目极为有限。根据在结合Ca2+的前后有无激发或发射波长位移，可将其分为双波长比率法测定和单波长测定Ca2+的荧光指示剂。前者包括有indo．1，矗Ⅱa一2等Ca2+荧光指示剂，后者则以fluo一3，rhod．2等为代表。indo．1是一种测定细胞游离钙离子浓度的强荧光指示剂，它的特点是：(1)结合Ca2+后发射光谱发生位移；(2)对Ca2+具有高度选择性；(3)高荧光量子效率。基于上述特点，indo．1是目前普遍使用的钙荧光试剂之一。本文围绕吲哚类细胞Ca2+荧光探针及螯合母体的设计、合成展开，主要内容有以下几个方面。1．改进了indo-1的现有合成路线，研

3、究了多步反应条件，提高了反应产率，并且测定了其螯合钙离子前后的荧光发射光谱的变化。现有文献对ind0—1合成步骤报道很少，且具体操作不详尽，本文详细报导了从邻硝基苯酚出发的多步合成方法。对BAPTA结构的钙荧光指示剂螯合部分、wittig试剂的合成和水解生成indo．1的碱性条件均做了改进，优化了反应条件，提高了反应产率。2．设计合成了新型吲哚类细胞ca2+离子荧光指示剂indo．MF，并且测定了其螯合钙离子前后的荧光发射光谱的变化。与现有吲哚类指示剂相比较，新型的细胞Ca2+荧光探针indo．MF是一类中等亲和力的Ca2+荧光指示剂。‰值介于indo．1与indo

4、．FF之间，弥补了两类已知吲哚类Ca2+荧光指示剂的测试边缘区域，实现了测定中等浓度钙含量的设计要求。另外，其荧光激发波长较indo．1有所红移，荧光发射光谱在结合Ca2+前后也出现了约4511IIl的移动，说明indo．MF仍是一种适用于双波长比率法测定Ca2+浓度的荧光指示剂。3．设计合成了两类未见文献报道的Ca2+荧光指示剂螯合部分的重要中间体BAPTA．Vinyl和BAPTA．Eclcl。目前广泛使用的无论是可见光激发的nuo．3还是紫外光激发的indo．1，结构中的螯合部分——BAPTA(1，2．双(2．氨基苯氧基)乙烷一N，N，N’N’．四乙酸)母体并没

5、有改变，仅是连接了不同的荧光发色团。因此，BAPTA．Ⅵnyl和BAPTA．EClCl可以连接不同的荧光发色团，得到吲哚类，罗丹明类，荧光素类等各个种类的细胞Ca2+荧光指示剂，为设计合成新型的钙离子荧光指示剂提供了一个新的思路，具有很好的应用前景。关键词：胞内游离钙浓度，ca2+荧光指示剂，indo．1，螯合母体，合成SynthesisoffluorescenceCa2+indicatorsandnovelchelatorsABSTRACTCalciumisoneofthemostabuIldaIltelements，aIlditplaysacriticalrol

6、einregulatingnumerousphysiolo舀calphenomena．FluorescentindicatorSwhichweredevelopedbyTsieIlandcolleagllesinthe1980’shavebeenoftrc釉endous印plicationst0舀vethechaIlgeof[Ca2+】．Thecell．impe肌eableindicatorsaregenerallyinthewater-solubleorpotaSsi啪saltfom．Thecell．pemeantindicatoracetoxymetllyl(舢

7、Ⅵ)esterishydr01)，zedincellstoobtainmesi即alsofintracellular[Ca2+】i．Somesereagentsarepredominantlyusedfordetectingcalciumionin1ivecens．MostofmeclassicalmemberSofthjs黟oupwercproducedbyTsieIlaIldc011eagues．Thercareseveraldi伍。rentnuorescentCa2+indicators，such嬲quin．2，indo-1，fhra-2aIldfluo-