基于联烯特异性识别的新型生物硫醇比色探针的研究

The detection of biothiols has played important roles in the fields of drug discovery, food safety and life activities. Among various detection methods developed, the colorimetric detection is simple, easy to operate and convenient to be popularized. It can detect biothiols fast and sensitively. Therefore, it has drawn considerable attention in analytical chemistry. However, the traditional method using gold nanoparticles (AuNPs) as the colorimetric probe has suffered from some limitations, such as poor salt tolerance, low selectivity and low detection accuracy. To address these issues, in this project, we attempted to study an allene-modified AuNPs, where the tailed thiol-active allene moiety is linked with stabilized AuNPs through varied spacers. In this new probe, the reaction occurs specifically at the allene moiety, thus it will be advantageous to enhance the salt tolerance of AuNPs, improve the reaction selectivity and increase the detection accuracy. To this end, we will investigate the methods to make allene-modified AuNPs and study the factors that influence the salt tolerance, active center and selectivity for this new colorimetric probe. In addition, this new colorimetric probe will be applied to the detection of biothiol. And the kinetics of this detectionwill be studied. Furthermore, the new probe will be applied to detect the biothiols in the human plasma. This research will provide a new strategy for the exploration of new colorimetric probes that will facilitate the development of detection of biothiols.

生物硫醇的检测在药物研发、食品安全和研究生命活动等领域具有重要的意义。在众多方法中，比色法简单、易操作、便于推广，能快速、灵敏地检测生物硫醇。然而，通常所用的金纳米粒子比色探针存在耐盐性差、反应选择性不高和检测准确度低等问题。本项目将联烯修饰到金纳米粒子表面，利用联烯对巯基的特异性识别，将反应位点从金纳米粒子本体转移到表面的联烯基团，从而阻碍生物硫醇与金纳米粒子本体的反应，有利于提高比色探针的稳定性、选择性和检测准确度。本项目将系统研究联烯修饰金纳米粒子的合成方法，研究影响该比色探针的耐盐性、反应活性和选择性的因素，并将其应用于生物硫醇的检测中，考察其检测生物硫醇的动力学。在此基础上，将其应用于检测血浆中生物硫醇的含量，根据检测结果，进一步优化该比色探针的结构及合成条件。本研究成果为寻求新型比色探针提供了一种思路，将促进比色法检测生物硫醇的发展。

生物硫醇的检测在药物研发、食品安全和研究生命活动等领域具有重要的意义。在众多方法中，比色法简单、易操作、便于推广，能快速、灵敏地检测生物硫醇。然而，通常所用的金纳米粒子比色探针存在耐盐性差、反应选择性不高和检测准确度低等问题。本研究通过酰胺键引入联烯官能团，对金纳米粒子表面修饰和功能化，实现了对半胱氨酸的比色检测。该检测方法利用联烯对巯基的特异性识别，将反应位点从金纳米粒子本体转移到表面的联烯基团，从而阻碍生物硫醇与金纳米粒子本体的反应，提高了比色探针的稳定性、选择性和检测准确度。. 在研究过程中，我们考虑到烯酰胺也具有和联烯酰胺类似的反应性质，也可以用于硫醇的检测。我们利用N,N-二甲基甲酰胺/R2N-BH3作为亚甲基源，实现了2-芳基乙酰胺类化合物Csp3-H键的直接亚甲基化制得2-芳基丙烯酰胺类化合物。在上述联烯酰胺和烯酰胺探针分子中，有机胺是基本的组成部分。该部分的结构对探针分子的性能有着重要的影响作用。基于此，我们利用上述发展的直接亚甲基方法，利用N,N-二甲基甲酰胺/胺硼烷（DMF/R3N-BH3）作为甲基源，实现了温和条件下，一级芳香胺的选择性单一甲基化。. 本研究的成功实施有望用联烯酰胺结构取代马来酰亚胺成为新型生物硫醇的识别基团，为发现和构建新型比色探针提供新思路和新方法，促进比色法在生物硫醇检测中的发展和应用。