基于聚丁二炔分子的乙酰胆碱酯酶活性传感器及其在酶抑制剂检测中的应用

近年来，聚丁二炔分子由于其独特的光谱性质在生物及化学传感领域受到越来越多的关注，而乙酰胆碱酯酶活性快速检测技术对于促进人体健康及环境保护具有重大意义。因此，本项目力图将聚丁二炔高分子引入到乙酰胆碱酯酶活性检测体系当中，使用月桂酸胆碱酯做为底物，利用乙酰胆碱酯酶催化底物裂解反应前后，底物与生成物两者之间结构的变化，诱导聚丁二炔分子发生相应的光谱变化。通过紫外与荧光双重手段跟踪检测乙酰胆碱酯酶的活性，并利用抑制剂存在条件下，乙酰胆碱酯酶活性的降低程度来评估抑制剂抑制活性的目的。本项目的研究将进一步拓展聚丁二炔分子的应用领域，对于高灵敏度的乙酰胆碱酯酶活性传感器开发具有指导意义，并为设计其它新型生物酶活性传感体系提供科学依据。

在本项目资助下,我们所取得的成果如下: 1)成功制备了一个基于聚丁二炔的探针体系，它是由单体PCDA-HEP和PCDA以3：7的摩尔比例结合所制成的囊泡探针，该探针能够很好的监控AChE活性和其抑制剂效率。该方法简单、快速、便捷、可操作性强。其监控原理是基于这些方面：由于正负离子头基的相互作用，带有正离子头基的探针可以与带有负离子头基的Myr相互作用，进而产生荧光的增强和颜色的双重变化；当Myr预先用AChE处理后，再加入囊泡探针后其荧光强度和颜色均不发生变化；当溶液中有抑制剂存在时，囊泡探针的荧光强度和颜色又恢复变化。利用此过程的光谱性质的变化和颜色变化能够很好的监控AChE的活性和抑制剂的抑制效率。该工作发表于 ACS Applied Materials & Interfaces。2) 在本项目资助下,成功制备了荧光探针Fluo-ketone,该探针分子能够高效、灵敏检测乙酰胆碱酶活性。该工作发表于Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters。3)设计合成了一个基于聚丁二炔的探针分子。 该探针是由单体PCDA-AP和PCDA以1：9的摩尔比例结合所制成，该探针是一个高灵敏、可以专一识别新霉素的荧光分子探针。该工作发表于Macromol. Rapid Commun.。4)设计合成了一个基于NBD的荧光探针分子NBD-N3，该探针能快速、灵敏、专一的对硫离子进行识别。该工作发表于 Tetrahedron。5)设计合成了基于荧光素的荧光探针Fluo-NO2与Fluo-Cu检测硫醇。该工作发表于 Dyes and Pigments与Sensors and Actuators B。6) 设计合成了基于荧光素的荧光探针Fluo-Bis和探针Fluo-Mono应用于对Cys的检测，探针对Cys有很好的选择性和灵敏性。该工作发表于 Chem. Commun.。7)设计合成了基于氨基喹啉的荧光探针R-1，该探针分子在半胱氨酸辅助下能够选择性区别锌离子与镉离子。在水相溶液中，探针分子无荧光，加入锌离子或镉离子能够诱导强烈荧光，金属离子络合的荧光体系中加入半胱氨酸后，镉离子诱导荧光被淬灭，而锌离子诱导的荧光能保持。依据此变化锌离子与镉离子能够很溶液被该体系所区分。该工作发表于Sensors and Actuators B。