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大家好，今天给大家分享一篇利用螺吡喃衍生物进行钙离子识别的文章，本文的通讯作者是山西大学霍方俊教授，霍教授主要从事于超分子组装化学、不对称催化、绿色有机化学、生物无机化学以及荧光探针等研究。

作者设计并合成了一种发红光的荧光探针（SP-CE），使用螺吡喃衍生物作为荧光团和aza-15-crown-5作为钙离子的识别位点。在H2O:CH3CN=4:1(v/v)中加入钙离子后，冠醚与钙离子部分螯合形成相应的络合物，并诱导MC中的羟基生成负氧离子，增强了与钙的配位能力离子。进一步的细胞和斑马鱼实验清楚地表明，SP-CE可用于监测生物系统中的钙离子。此外，由于氯喹诱导溶酶体中的pH值变化，探针可以检测从溶酶体释放到细胞质中的钙离子。

首先研究了SP-CE的光致变色特性。探针SP-CE在nm紫外灯照射下在nm处显示出强紫外吸收带。然而，当SP-CE被可见光照射时，紫外吸收光谱信号恢复到初始状态，表明MC形式转化为SP形式。同时，当用nm紫外灯照射时，SP-CE在nm处的荧光强度也随时间而增加。然而，它在可见光照射下下降到原来的状态，这一进展支持了紫外-可见光谱分析结果。

在含有探针SP-CE的检测溶液中加入钙离子后，溶液由浅粉色变为深粉色，相应的光谱主要在nm附近呈现上升趋势，该探针对钙离子表现出良好的线性范围和低检测限。

测试了SP-CE对钙离子的选择识别。加入钙离子后，发射强度在nm处显着增加。而添加其他离子后，发射强度没有显着增加。因此，实验证明SP-CE对钙离子具有良好的选择性。此外，我们测试了不同pH值对SP-CE对钙离子荧光响应的影响。值得注意的是，SP-CE对Ca2+的荧光变化在pH=7左右达到最大值。进一步证实SP-CE可以识别生理环境中的Ca2+。

SP-CE检测钙离子的响应机制如图所示。此外，如图所示，SP-CE结构在UV照射下很容易转化为MC-CE结构，钙离子的存在会进一步通过负氧阴离子和冠醚的共同作用，促进了SP-CE结构向MC-CE的转化。因此，加入钙离子后荧光强度显着增强。

将带有SP-CE的HepG2细胞孵育20分钟，然后用紫外线照射后，红色通道中出现微弱的红色荧光信号。此外，我们还通过荧光成像追踪到外源性钙离子。HepG2细胞与SP-CE一起孵育20分钟，然后与钙离子一起孵育15分钟并用紫外线照射。红色荧光信号中也出现了类似的荧光现象，并且大大增强。同时，还研究了探针SP-CE对活细胞中内源性钙离子的传感性能。使用了改变溶酶体pH值的CQ药物，导致钙离子释放到细胞质中。如图所示，HepG2细胞与SP-CE和CQ一起培养40分钟，红色荧光通道中显着的红色荧光信号增强。同时，在HeLa细胞中研究了SP-CE。这些结果表明SP-CE可以被视为一种细胞渗透性分子工具，用于检查和可视化细胞中钙离子的动态平衡。

接下来探讨了使用探针SP-CE对斑马鱼中低浓度钙进行成像的可行性。如图所示，斑马鱼与探针SP-CE孵育20分钟，然后用nm的紫外线灯照射4分钟，红色通道中出现微弱的红色荧光信号。同时，将斑马鱼与SP-CE孵育20分钟，然后与钙离子孵育20分钟，在紫外光照射下4分钟，红色荧光信号增强通道。因此，这些成像结果表明探针可以有效地对体内钙离子进行成像。

文章引用：DOI:10./j.dyepig..