Бул эксперименталдык химиялык изилдөө лизосоманы бутага алуучу топтордо кеңири колдонулган морфолиндин бир гана бутага алуу функциясын аткарарын же аткарбасын эмес, ошондой эле H₂S флуоресценциялык зонду өзүнүн аныктоо натыйжалуулугун кантип өзгөртөрүн изилдейт. DNBS негизиндеги 1,8-нафталимид флуоресценциялык зонду — 2,4-динитробензолсульфонил тобу башында флуорофордун эмиссиясын басаңдатып, HS⁻ менен реакциядан кийин DNBS тобу ажыраганда флуоресценция кайра пайда болгон реакцияга негизделген химиялык сенсор. Изилдөөчүлөр морфолин менен флуорофордун ортосундагы түзүмдүк байланышты өзгөрткөн S1–S5 деп аталган беш зондду синтездешкен. S1-де байлагыч жок, S2 эки көмүртектүү, S3 үч көмүртектүү, S4 фенил жана S5 бензил байлагычты камтыйт. Эритмедеги спектроскопиялык өлчөөлөрдө S2 эң күчтүү флуоресценция өсүшүн жана катардагы эң төмөн аныктоо чегин, 0,4 µM, көрсөткөн. S5 болжол менен 7 мүнөттө максималдуу жоопко тезирээк жеткени менен, сигналдын көлөмү өтө төмөн бойдон калган. Натыйжалар морфолин менен 1,8-нафталимид өзөгүнүн ортосундагы эки көмүртектүү ажыраткыч бул зонддор үй-бүлөсү үчүн эң ылайыктуу түзүлүш экенин көрсөтөт. Ошол эле учурда изилдөө тирүү клетка, лизосома же жаныбарды сүрөттөө тажрыйбасын камтыбайт; демек, натыйжалар эритмедеги H₂S аныктоо натыйжалуулугу менен чектелет.
Зонддор катарынын негизги спектралдык жүрүм-туруму жалпы. NaHS кошулганга чейин 338 nm чамасында абсорбция байкалат жана DNBS тобунун фотоиндукцияланган электрон өткөрүү (photoinduced electron transfer, PET) аркылуу өчүрүү таасиринен флуоресценция алсыз болот. NaHS кошулганда 338 nm абсорбциясы төмөндөп, 452 nm чамасында жаңы абсорбция тилкеси жана 605 nm-де ачык эмиссия тилкеси пайда болот. Булак бул өзгөрүүнү HS⁻ козгогон нуклеофилдик ароматтык орун басуу реакциясы, башкача айтканда SNAr, менен байланыштырат.
S1–S5 үчүн NaHS боюнча эсептелген аныктоо чектери тиешелүүлүгүнө жараша 2,0; 0,4; 1,1; 6,2 жана 8,2 µM. S2 төмөн LOD мааниси менен гана эмес, жогорку флуоресценция чыгышы, кең pH чыдамдуулугу, ар түрдүү эриткичтерде иштей алышы жана текшерилген биологиялык жактан тиешелүү нуклеофилдерге карата тандалмалуулугу менен катардагы жалпы эң ийгиликтүү зонд катары бааланган.
Күкүрт суутек, H₂S, уулуу газ катары гана эмес, биологиялык системаларда сигнал берүү процессине катыша алган майда жана диффузиялануучу газотрансмиттер катары да изилденет. Булак таянган адабиятта эндогендик H₂S өндүрүлүшү негизинен cystathionine β-synthase, cystathionine γ-lyase жана 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase ферменттик системалары менен байланыштуу. H₂Sтин кан тамыр тонусу, нейромодуляция, редокс тең салмактуулугу жана цитопротекция сыяктуу процесстер менен байланышы бул молекуланын биологиялык чөйрөдөгү жайгашуусун жана концентрациясын көзөмөлдөй алган сенсорлорго кызыгууну күчөткөн.
Изилдөөнүн өзгөчө мотивациясы — лизосомалар. Лизосомалар кычкыл клетка ичиндеги органеллалар болуп саналат, ал эми морфолин камтыган майда молекулалар алсыз негиздик мүнөзүнөн улам кычкыл лизосомалык люменде протондолуп, иондук тузакка түшүшү мүмкүн. Ошондуктан морфолин лизосоманы бутага алган флуоресценциялык зонддордо кеңири колдонулган түзүмдүк бирдик.
Бирок бутага алуучу топту зондго кошуу химиялык жактан дайыма эле “пассивдүү” эмес. Морфолин тобунун флуорофорго канчалык жакын экендиги жана ортодогу байлагычтын алифаттык же ароматтык болушу электрондук бөлүштүрүүгө, протондолуу жүрүм-турумуна, жергиликтүү микро-чөйрөгө жана флуоресценцияны өчүргөн электрон өткөрүү жолдоруна таасир этиши мүмкүн. Изилдөөнүн өзгөчө суроосу дал ушунда: ошол эле H₂S реакция борбору сакталганда морфолин–флуорофор байланышын өзгөртүү сенсордун натыйжалуулугун өзгөртөбү?
DNBS негизиндеги H₂S флуоресценциялык зонду кантип иштейт?
DNBS негизиндеги H₂S зондунда 2,4-динитробензолсульфонил тобу башында флуорофордун флуоресценциясын PET механизми аркылуу басаңдатат; H₂S/HS⁻ системасына туш болгондо нуклеофилдүүлүгү жогору HS⁻ түрү DNBS бирдигинде SNAr реакциясын козгойт, DNBS ажыраганда эркин флуорофор ачылып, флуоресценция кайра күчөйт.
“Жабык” абал: DNBS флуоресценцияны эмне үчүн басаңдатат?
S1–S5 зонддорунда 1,8-нафталимид өзөгү флуоресценциялык сигнал жаратуу милдетин аткарат, ал эми DNBS тобу реакцияга сезгич маскалоочу жана өчүрүүчү бирдик болуп саналат. Булак NaHS жок учурда бардык зонддор 338 nm чамасында окшош абсорбция көрсөтөрүн жана 445 nm чамасындагы флуоресценция болгону алсыз экенин билдирет. Бул төмөн эмиссия DNBS тобуна байланышкан PET өчүрүү процесси менен түшүндүрүлөт.
“Ачык” абал: HS⁻ келгенде эмне өзгөрөт?
NaHS кошулганда эритмеде H₂S/HS⁻ тең салмактуулугу түзүлөт. Өзгөчө HS⁻ күчтүү нуклеофилдик касиет көрсөтүп, DNBS тобуна чабуул коюу менен реакцияга негизделген ажыроону козгойт. Тажрыйбада бул химиялык өзгөрүү эки көз карандысыз оптикалык белги аркылуу байкалган: 338 nm абсорбциясынын азайышы жана болжол менен 452 nm-де жаңы абсорбциянын пайда болушу; муну менен катар 605 nm-де айкын флуоресценциялык эмиссиянын пайда болушу.
Ошондуктан система жөн гана “жарыгыраак болду” деп бааланган эмес. Абсорбция катышынын өзгөрүшү жана флуоресценциянын күчөшү ошол эле химиялык реакциянын эки спектроскопиялык көрсөткүчү катары колдонулган.
Морфолин эмне үчүн колдонулган?
Морфолин изилдөөнүн контекстинде эки илимий ролду аткарат. Биринчиси — адабиятта кычкыл лизосомалык чөйрөдө протондолуп топтоло алгандыктан лизосоманы бутага алуучу бирдик катары колдонулушу. Экинчиси — ушул макала түздөн-түз изилдеген роль: морфолиндин 1,8-нафталимид өзөгүнө кандай байланышы H₂S аныктоо натыйжалуулугун электрондук жана фотофизикалык жолдор аркылуу өзгөртүшү мүмкүн.
Изилдөө экинчи ролду эритмеде түздөн-түз текшерет. Биринчи роль, башкача айтканда чыныгы клетка ичиндеги лизосомалык топтолуу, бул макалада жаңы клеткалык сүрөттөө тажрыйбасы менен ырасталган эмес.
Беш зонддун түзүмдүк айырмасы эмнеде?
| Зонд | Морфолин менен флуорофордун ортосундагы түзүлүш | Булакта байкалган жалпы аныктоо жүрүм-туруму | LOD |
|---|---|---|---|
| S1 | Түз байланыш; өзүнчө spacer жок | Орточо деңгээлдеги флуоресценциялык жооп | 2,0 µM |
| S2 | Эки көмүртектүү алифаттык байлагыч | Катардагы эң күчтүү жалпы жооп | 0,4 µM |
| S3 | Үч көмүртектүү алифаттык байлагыч | Күчтүү, бирок S2ден төмөн жооп | 1,1 µM |
| S4 | Фенил байлагыч | Алсыз флуоресценция өсүшү | 6,2 µM |
| S5 | Бензил байлагыч | Эң алсыз абсолюттук сигнал; бирок тез кинетика | 8,2 µM |
S2 эмне үчүн эң жакшы натыйжа көрсөттү?
S2деги эки көмүртектүү алифаттык байлагыч морфолинди 1,8-нафталимид өзөгүнөн жетиштүү бөлгөндүктөн, катардагы эң жогорку флуоресценция өсүшүн жана эң төмөн LOD маанисин көрсөткөн; булак түз байланышкан S1де жана өзгөчө ароматтык фенил/бензил байлагычтуу S4–S5те кошумча PET өчүрүү жолдору сигналды азайтышы мүмкүн деп сунуштайт.
Бул механизмдик түшүндүрмө булактын түзүмдүк салыштыруусуна негизделген чечмелөөсү. Изилдөө электрондук түзүлүш эсептөөлөрүн же кванттык-химиялык PET энергия диаграммасын бербейт. Демек, фенил жана бензил байлагычтар сигналды так кайсы орбиталдык энергия өзгөрүүсү аркылуу азайтары бул макалада түздөн-түз эсептелген эмес.
S2 менен S3түн айырмасы
S2 жана S3 экөө тең алифаттык ажыраткычка ээ жана экөө тең ароматтык байлагычтуу S4–S5ке караганда жакшыраак натыйжа көрсөтөт. Бирок S2нин флуоресценциялык жообу күчтүүрөөк. 500 µM NaHS шартында S1 жана S3түн флуоресценция интенсивдүүлүктөрү S2нин болжол менен тиешелүүлүгүнө жараша %40 жана %60 деңгээлинде экени билдирилген.
S5 тез болсо да эмне үчүн жакшы сенсор деп эсептелген жок?
S5тин кинетикасы сигналдын чоңдугунан айырмаланган натыйжалуулук өлчөмүн көрсөтөт. Нормалдаштырылган кинетикалык ийри сызыкта S5 болжол менен 7 мүнөттө максималдуу маанисине жетип, башка зонддорго караганда тезирээк жооп берет. Бирок максималдуу абсолюттук флуоресценция чыгышы кыйла төмөн. Сенсор үчүн реакциянын тез болушу гана эмес, бута менен фон ортосунда жетиштүү күчтүү жана ишенимдүү оптикалык айырма пайда болушу да керек. Ошондуктан булак жалпы натыйжалуулук боюнча S2ни артык деп эсептейт.
Аныктоо чеги кантип эсептелген?
Булак LOD маанисин төмөнкү катыш боюнча эсептеген:
\(\mathrm{LOD} = \frac{3\sigma}{\kappa}\)
Бул жерде σblank, башкача айтканда максаттуу аналит кошулбаган үлгүнүн сигналынын 20 өлчөөдөн эсептелген стандарттык четтөөсү. κ болсо NaHS калибрлөө түз сызыгынын ылдыйышы. Ылдыйыш көбөйгөн сайын ошол эле концентрация өзгөрүүсүнө чоңураак сигнал өзгөрүүсү алынат; blank сигналынын өзгөрмөлүүлүгү азайган сайын аналиттин азыраак көлөмүн фондон ажыратууга болот.
S2 үчүн эсептелген 0,4 µM LOD ошол эле эсептөө ыкмасында S1, S3, S4 жана S5ке караганда төмөн болгондуктан, бул катардагы эң жогорку аналитикалык сезгичтикке туура келет.
Сызыктуу иштөө аймагы
NaHS титрлөөлөрү 0–500 µM аралыгында жүргүзүлгөн. Бардык зонддордун 605 nm флуоресценция интенсивдүүлүгү үчүн 0–120 µM NaHS аралыгында сызыктуу байланыш билдирилген. Жогорку концентрацияларда өзгөчө S2, S1 жана S3 каныгууга жакындаган.
Абсорбция жагында болсо A452/A338 катышы NaHS концентрациясы көбөйгөн сайын жогорулаган. Бул ратиометриялык абсорбция өзгөрүүсү 338 nm баштапкы абсорбциянын азайышы менен 452 nm продукт тилкесинин күчөшүн бир өлчөөдө бириктирет.
Эриткич эмне үчүн ушунчалык маанилүү?
1,8-нафталимид түзүлүштөрүнүн фотофизикалык касиеттерине эриткичтин полярдуулугу жана сольватация чөйрөсү таасир этиши мүмкүн. Ошондуктан изилдөөчүлөр S2ни ацетон, метанол, THF, ацетонитрил, DMSO жана 2-метоксиэтанол негизиндеги %70 эриткич/PBS аралашмаларында салыштырышкан.
| Эриткич | M2 эркин флуорофоруна салыштырмалуу флуоресценциянын калыбына келиши | Булактын түшүндүрмөсү |
|---|---|---|
| Ацетон | %40,3 | Орточо деңгээлдеги калыбына келүү |
| Метанол | %21,4 | Төмөнүрөөк калыбына келүү |
| THF | %57,7 | Жогорку калыбына келүү |
| Ацетонитрил | %15,4 | Катардагы төмөн калыбына келүү маанилеринин бири |
| DMSO | %85,4 | Текшерилген чөйрөлөрдүн ичиндеги эң жогорку калыбына келүү |
| 2-Метоксиэтанол | %29,5 | Салыштырмалуу төмөн калыбына келүү |
Булак ошондой эле абсолюттук флуоресценция өсүшүн DMSO чөйрөсүндө 63,6 эсе, MeOEtOH чөйрөсүндө 3,3 эсе деп билдирет. Демек, эриткич сигнал деңгээлине гана эмес, DNBS ажырашынын жана флуорофордун пайда болгон фотофизикалык жүрүм-турумунун жалпы байкалган чыгышына да олуттуу таасир берет.
pH H₂S аныктоону эмне үчүн өзгөртөт?
Суулуу системаларда H₂S, HS⁻ жана жогорку pHда S²⁻ ортосунда кислота–негиз тең салмактуулуктары бар. DNBS реакциясын козгоочу нуклеофилдик түр жагынан бул тең салмак маанилүү. Булак pH 1–4 аралыгында NaHS кошулганына карабастан флуоресценция өсүшү өтө алсыз болгонун жана муну нуклеофилдүүлүгү азыраак H₂S түрүнүн үстөмдүгү менен байланыштырат.
pH 4–9 аралыгында айкын флуоресценция өсүшү байкалат. pH 10дон жогору болсо NaHS жок кезде да фондук флуоресценция жогорулай баштаганы билдирилген жана бул абал гидроксидден келип чыккан DNBS эфиринин гидролизи менен байланыштуу.
Булак бул жерде эки башка чек билдирүүсүн колдонот: тажрыйбаны талкуулоодо “оптималдуу иш аралыгы” pH 4–10 деп берилсе, abstract жана жыйынтык pH 4–9 дегенди колдонот. Verianla бул эки билдирүүнү бир так аралыкка айландырбайт.
Тандалмалуулук кантип текшерилди?
S2нин 10 µM эритмеси мүмкүн болгон тоскоолдук жаратуучулар менен өз-өзүнчө инкубацияланган. F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, HSO₃⁻, HSO₄⁻, IO₃⁻, OAc⁻, NO₂⁻, HPO₄²⁻ жана аскорбин кислотасы үчүн 100 µM; клетка ичинде жогорку концентрацияда болушу мүмкүн болгон глутатион жана цистеин үчүн 1,0 mM колдонулган.
30 мүнөттүк инкубациядан кийин 605 nm флуоресценциясында NaHS гана айкын өсүш жараткан. Цистеин кичине сигнал өсүшүн пайда кылган, бирок бул өсүш NaHS жообуна салыштырмалуу өтө төмөн болгон. Башка текшерилген түрлөр булакта маанилүү сигнал жараткан эмес.
Бул изилдөө лизосомаларда H₂S сүрөттөлүшүн далилдейби?
Жок. Морфолин лизосоманы бутага алуучу түзүлүш катары тандалганы менен, бул изилдөөнүн тажрыйбалары синтезделген зонддордун эритмедеги абсорбция, флуоресценция, кинетика, эриткич, pH жана тандалмалуулук жүрүм-турумун текшерет; клетка маданияты, конфокалдык сүрөттөө, лизосомалык ко-локализация же in vivo биосүрөттөө тажрыйбасы билдирилген эмес.
Ошондуктан изилдөө “лизосоманы бутага алуучу сенсор долбоорунда морфолин байлагычынын химиялык натыйжалуулугу маанилүү” деген жыйынтыкты колдойт. Бирок “S2 тирүү клеткаларда лизосомага ийгиликтүү кирди”, “лизосомалык H₂Sти сандык түрдө сүрөттөдү” же “ооруну клетка ичинде аныктады” сыяктуу жыйынтыктар бул булактын тажрыйбаларынан чыгарылбайт.
Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары
Химиялык синтез жана мүнөздөмө
S1–S5 зонддору көп баскычтуу органикалык синтез жолдору менен даярдалган. Негизги стратегия адегенде тиешелүү морфолин-субституцияланган гидрокси-1,8-нафталимид аралык продуктуну даярдоо, андан соң гидроксил тобун 2,4-динитробензолсульфонил хлорид менен реакцияга киргизип DNBS эфирине айландыруу болгон.
| Зонд | Байлагычтын түрү | Акыркы продуктунун чыгымы |
|---|---|---|
| S1 | Түз морфолин байланышы | %77 |
| S2 | Эки көмүртектүү байлагыч | %62 |
| S3 | Үч көмүртектүү байлагыч | %72 |
| S4 | Фенил байлагыч | %71 |
| S5 | Бензил байлагыч | %67 |
Аралык продуктулар жана акыркы кошулмалар 1H жана 13C NMR спектроскопиясы менен мүнөздөлгөн. Түзүмдүк мүнөздөмөгө тиешелүү NMR спектрлери кошумча материалда берилет.
Колдонулган аспаптар
UV–Vis абсорбция спектрлери Agilent Technologies Cary 8454 UV–Vis спектрофотометри менен өлчөнгөн. Флуоресценция өлчөөлөрү Horiba Scientific FluoroMax-4 спектрофлуорометринде 0,5 cm кварц кюветасын колдонуу менен жүргүзүлгөн; козгоо жана эмиссия slit кеңдиктери 1–5 nm аралыгында жөнгө салынган.
1H жана 13C NMR мүнөздөмөлөрү бөлмө температурасында Bruker Ascend 400, 400 MHz NMR аспабы менен жүргүзүлгөн. Аралык продуктуларды жана акыркы продуктуларды тазалоодо CombiFlash NextGen 300+ системасы колдонулган.
H₂S булагы жана негизги тажрыйба чөйрөсү
Эритмеге негизделген тажрыйбаларда күкүрт суутек булагы катары натрий гидросульфиди, NaHS, колдонулган. Негизги спектроскопиялык салыштырууларда S1–S5 зонддору 10 µM концентрацияда DMSO/PBS 7:3 (v/v), pH 7,4 чөйрөсүндө бааланган.
Булак ар башка тажрыйба сүрөттөмөлөрүндө PBS концентрациясын бирдей бербейт: спектралдык жана айрым эриткич тажрыйбаларында 0,1 mM, ал эми кинетика жана тандалмалуулук тажрыйбаларынын сүрөттөмөлөрүндө 0,1 M мааниси көрсөтүлгөн. Verianla бул маанилерди бир концентрация катары кайра чечмелебейт; ар бир тажрыйба өз булагындагы шарт менен каралышы керек.
1-сүрөт: баштапкы жана H₂Sтен кийинки спектралдык өзгөрүү
1-сүрөт төрт панелди камтыйт. NaHS жок кезде S1–S5тин абсорбция максимумы болжол менен 338 nmде. Флуоресценция төмөн деңгээлде. 500 µM NaHS менен 30 мүнөт инкубациядан кийин 338 nm тилкеси азайып, 452 nm чамасында жаңы абсорбция пайда болот; ошол эле шарттарда 605 nmде күчтүү жаңы флуоресценциялык эмиссия пайда болот.
D панелинде зонддордун ортосунда сигналдын чоңдугунда айкын айырма көрүнөт. S2 эң жогорку 605 nm жообун берсе, S5 эң төмөн жоопту берет. Бул график байлагычтын түзүлүшү реакциядан кийин пайда болгон оптикалык чыгышты күчтүү өзгөртөрүн түздөн-түз колдойт.
2-сүрөт: NaHS титрлөөсү жана LOD
S1–S5 0–500 µM NaHS аралыгында титрленген жана спектрлер 30 мүнөттүк инкубациядан кийин жазылган. S2 эң жогорку флуоресценция өсүшүн көрсөтүп, 500 µM чамасында платого чыккан. S1 жана S3 да бул концентрация чамасында каныгууга жакындаган, бирок сигналдын чоңдугу төмөн бойдон калган.
| Зонд | LOD | Салыштырмалуу аналитикалык жыйынтык |
|---|---|---|
| S1 | 2,0 µM | S2 жана S3кө караганда жогорку аныктоо чеги |
| S2 | 0,4 µM | Катардагы эң төмөн LOD |
| S3 | 1,1 µM | Экинчи эң төмөн LOD |
| S4 | 6,2 µM | Төмөн сезгичтик |
| S5 | 8,2 µM | Катардагы эң жогорку LOD |
0–120 µM аймагында флуоресценция интенсивдүүлүгү менен NaHS концентрациясынын ортосунда сызыктуу байланыш билдирилген. Абсорбция маалыматтарында A452/A338 катышы NaHS көбөйгөн сайын жогорулап, эң жогорку катыш S2де байкалган.
3-сүрөт: реакция кинетикасы
Ар бир зонд 10 µM концентрацияда 500 µM NaHS менен бөлмө температурасында инкубацияланып, 605 nm эмиссиясы 30 мүнөт бою көзөмөлдөнгөн. S2 абсолюттук түрдө эң чоң сигнал өсүшүн берсе, S5 эң төмөн сигналды берген.
Нормалдаштырылган ийри сызыктар S1–S4 болжол менен окшош кинетикалык профилдерге ээ экенин көрсөтөт. S5 болсо болжол менен 7 мүнөт ичинде өзүнүн максималдуу флуоресценция деңгээлине жеткен. Бирок максимумунун төмөн болушунан улам тез реакция кинетикасы аныктоо натыйжалуулугундагы алсыз сигнал көйгөйүн компенсациялаган эмес.
S2 ошондой эле 5, 15, 25 жана 35 °Cде бааланган. Жогорку температура 30-мүнөттөгү флуоресценция интенсивдүүлүгүн жогорулаткан, бирок жалпы кинетикалык форма температура аралыгында окшош бойдон калган.
4-сүрөт: эриткичтин жана pHтын таасири
S2 алты башка %70 эриткич/PBS чөйрөсүндө текшерилген: ацетон, метанол, THF, ацетонитрил, DMSO жана 2-метоксиэтанол. Булактын тиешелүү тажрыйба сүрөттөмөсү жана 4-сүрөттүн түшүндүрмөсү S2 500 µM NaHS менен 30 мүнөт инкубацияланганын көрсөтөт.
Эң чоң флуоресценция өсүшү DMSOдо 63,6 эсе, эң төмөн өсүш MeOEtOHдо 3,3 эсе деп билдирилген. Эркин M2 флуорофоруна салыштырмалуу калыбына келүү көрсөткүчү DMSOдо %85,4 менен эң жогору.
Булак текстинде ошол эле эриткич тажрыйбасынын калыбына келүү көрсөткүчтөрү баяндалган бир жерде “500 mM NaHS” деп жазылган. Бул маани тиешелүү тажрыйба протоколу жана сүрөт түшүндүрмөсүндөгү 500 µM менен дал келбейт; булактын ичинде ачык бирдик карама-каршылыгы болгондуктан Verianla маанилердин бирин унчукпай оңдолгон акыркы чындык катары бербейт.
pH 1–13 аралыгында жүргүзүлгөн тажрыйбада төмөн pHда жооп чектелүү, pH 4–9 аралыгында айкын, ал эми жогорку щелочтуу шарттарда blank флуоресценциясы жогорулаган жүрүм-турум байкалган. pH 10дон жогору фондук өсүш DNBS эфиринин OH⁻ аркылуу гидролизи менен түшүндүрүлөт.
5-сүрөт: тандалмалуулук
S2 жогорку концентрациядагы биологиялык тиолдорду кошкондо кеңири тоскоолдук жаратуучу панелге каршы текшерилген. NaHS ачык эле эң күчтүү 605 nm жообун жараткан. Cys кичине флуоресценция өсүшүн жаратса, GSH жана текшерилген башка иондор/аскорбин кислотасы маанилүү интерференция жараткан эмес.
Изилдөө колдогон жыйынтык
Булак маалыматтары морфолин тобунун 1,8-нафталимид флуорофоруна кантип байланышы DNBS негизиндеги H₂S аныктоодо чоң натыйжалуулук айырмасын жаратышы мүмкүн экенин колдойт. Изилденген беш түзүлүштүн арасында эки көмүртектүү ажыраткычты камтыган S2; сигналдын чоңдугу, LOD, эриткичтеги жүрүм-турум жана тандалмалуулук чогуу бааланганда эң ийгиликтүү зонд болуп саналат.
Изилдөө колдобогон жыйынтык
Бул тажрыйбалар S2 адамдарда же жаныбарларда H₂S өлчөй аларын көрсөтпөйт. Клеткалык лизосоманы бутага алуу боюнча маалымат бербейт. Клетка өткөрүмдүүлүгү, цитотоксикалуулук, биологиялык таралуу же тирүү организмдеги фармакокинетикалык жүрүм-турум текшерилген эмес. Мындан тышкары, эритмеде алынган LOD маанилери чыныгы клеткалык микро-чөйрөдө ошол эле аналитикалык натыйжалуулук автоматтык түрдө сакталат дегенди далилдебейт.
Негизги методологиялык чектөөлөр
Изилдөөнүн негизги чектөөсү — биологиялык колдонууга багытталган мотивациясына карабастан эксперименталдык ырастоо эритме деңгээлинде калганы. Мындан тышкары, сенсордун натыйжалуулугу эриткичтин курамына күчтүү көз каранды; ошондуктан DMSO басымдуу тажрыйба чөйрөсүндө байкалган жогорку сигнал толугу менен суулуу же клеткалык чөйрөдө ошол бойдон сакталат деп болжолдоого болбойт.
Булакта спектралдык ийри сызыктар график түрүндө көрсөтүлгөнү менен, бардык чийки сандык маалымат чекиттери негизги текстте таблица түрүндө берилген эмес. Ошондуктан графикалык сүрөттөрдөн жаңы так концентрация–сигнал маанилерин чыгарбоо керек.
Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү
Түпнуска изилдөө: Influence of Morpholine Substitution on DNBS-Based 1,8-Naphthalimide Fluorescent Probes for H2S Detection.
Авторлор: Trevor Dvorak; Sara Fox-Belmonte; Noah Burbul; Haishi Cao.
Жооптуу автор: Haishi Cao.
Мекеме: Department of Chemistry, University of Nebraska at Kearney, Kearney, Nebraska, USA.
Журнал: Chemistry.
Басмакана: MDPI.
ISSN: 2624-8549.
Библиографиялык жазуу: Chemistry, 2026, 8(5), Макала 59.
DOI: 10.3390/chemistry8050059.
Жарыяланган күнү: 1 May 2026.
Макаланын түрү: Article; эксперименталдык органикалык/супрамолекулалык сенсор химиясы жана спектроскопиялык мүнөздөмө изилдөөсү.
Рецензиялоо: Chemistry рецензиялануучу, ачык жеткиликтүү илимий журнал.
Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY). PDF файлында лицензиянын версия номери өзүнчө көрсөтүлбөгөндүктөн, версия номери божомолдонгон эмес.
Негизги тажрыйба системасы: S1–S5 морфолин камтыган DNBS негизиндеги 1,8-нафталимид зонддору; эритмеде H₂S булагы катары NaHS.
Негизги аналитикалык ыкмалар: UV–Vis абсорбция спектроскопиясы, флуоресценция спектроскопиясы, 1H NMR жана 13C NMR.
UV–Vis аспабы: Cary 8454, Agilent Technologies.
Флуоресценция аспабы: FluoroMax-4, Horiba Scientific.
NMR аспабы: Ascend 400, Bruker, 400 MHz.
Тазалоо системасы: CombiFlash NextGen 300+, Teledyne ISCO.
LOD аныктамасы: LOD = 3σ/κ; σ blank сигналынын 20 кайталанма өлчөөсүндөгү стандарттык четтөө, κ болсо NaHS калибрлөө ийри сызыгынын ылдыйышы.
Негизги жыйынтык: S2, 0,4 µM менен катардагы эң төмөн LODду жана эң күчтүү жалпы флуоресценциялык жоопту көрсөткөн; эки көмүртектүү морфолин–флуорофор spacer түзүлүшү бул зонддор үй-бүлөсүндө эң ылайыктуу долбоор катары билдирилген.
Кошумча материал: M жана S катарларына тиешелүү 1H жана 13C NMR спектрлери, NaHS катышуусундагы кошумча абсорбция өзгөрүүлөрү жана соңку H₂S зонддору менен салыштырылган Table S1.
Каржылоо: Nebraska EPSCoR, OIA-2044049.
Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Изилдөөнүн түпнуска салымдары макалада жана кошумча материалда бар экени; кошумча өтүнүчтөр жооптуу авторго жөнөтүлүшү мүмкүн экени билдирилген.
Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышын билдиришкен эмес.
Авторлордун салымы: Investigation: Trevor Dvorak, Sara Fox-Belmonte жана Noah Burbul; writing—original draft: Haishi Cao; writing—review and editing: Haishi Cao; project administration: Haishi Cao; funding acquisition: Haishi Cao.
Булактагы отчеттук эскертүү 1: Эриткич тажрыйбасында тиешелүү ыкма тексти жана 4-сүрөттүн түшүндүрмөсү 500 µM NaHS көрсөткөнү менен, флуоресценциянын калыбына келиши тууралуу абзацта 500 mM деген сөз бар. Бул маанилердин айырмасы Verianla тарабынан унчукпай оңдолгон эмес.
Булактагы отчеттук эскертүү 2: pH талкуусунда айкын жооп pH 4–9 деп баяндалып, андан кийин “оптималдуу иш аралыгы 4–10” деген сөз колдонулат; abstract жана жыйынтык болсо pH 4–9 аралыгын берет.
Булактагы тажрыйба шарты боюнча эскертүү: Айрым спектралдык/эриткич түшүндүрмөлөрүндө PBS концентрациясы 0,1 mM, ал эми кинетика жана тандалмалуулук түшүндүрмөлөрүндө 0,1 M деп билдирилген. Бул шарттар булакта берилген түрүндө сакталууга тийиш.
Илимий чечмелөөнүн чеги: Изилдөө эритмеде H₂S/NaHS аныктоону текшерет. Клеткалык лизосомалык локализация, тирүү клетканы сүрөттөө, жаныбарлар боюнча изилдөө же клиникалык колдонуу ырасталган эмес.
Сүрөттү кайра колдонуу боюнча эскертүү: Булактын Scheme 1 жана 1–5-сүрөттөрүнүн түзүлүшү түзмө-түз көчүрүлгөн эмес. Булакта түздөн-түз билдирилген маанилер Verianla ичинде өз алдынча таблица же source-derived схема аркылуу көрсөтүлүшү мүмкүн. Спектралдык ийри сызыктардын чийки маалыматтары жок болсо, пикселдик сүрөттөн так жаңы маалымат катарын түзүүгө болбойт.
Пикир калтырыңыз
E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген