Ин таҳқиқоти таҷрибавии кимиёӣ меомӯзад, ки оё морфолин, ки дар гурӯҳҳои ҳадафгирандаи лизосома васеъ истифода мешавад, танҳо вазифаи ҳадафгириро иҷро мекунад ё не, ва ҳамзамон чӣ гуна иҷрои ошкорсозии худи як зонди флуоресцентии H₂S-ро тағйир медиҳад. Зонди флуоресцентии 1,8-нафталимид дар асоси DNBS сенсори кимиёии ба реаксия асосёфта мебошад, ки дар он гурӯҳи 2,4-динитробензолсулфонил дар ибтидо эмиссияи флуорофорро пахш мекунад ва пас аз реаксия бо HS⁻, бо ҷудо шудани гурӯҳи DNBS, флуоресценсия дубора пайдо мешавад. Муҳаққиқон панҷ зонд бо номи S1–S5-ро синтез карданд, ки пайвасти сохтории байни морфолин ва флуорофорро тағйир медиҳанд. Дар S1 пайвандак вуҷуд надорад, S2 пайвандаки дукарбонӣ, S3 се-карбонӣ, S4 фенилӣ ва S5 бензилӣ дорад. Дар ченкуниҳои спектроскопии маҳлулӣ S2 қавитарин афзоиши флуоресценсия ва пасттарин ҳадди ошкорсозиро дар силсила, 0,4 µM, нишон дод. Гарчанде S5 тақрибан дар 7 дақиқа ба ҷавоби максималӣ зудтар расид, бузургии сигнал хеле паст монд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки фосилагузори дукарбонӣ байни морфолин ва ядрои 1,8-нафталимид барои ин оилаи зондҳо сохтори аз ҳама мувофиқ аст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот таҷрибаи тасвирбардории ҳуҷайраи зинда, лизосома ё ҳайвонро дар бар намегирад; аз ин рӯ натиҷаҳо бо иҷрои ошкорсозии H₂S дар маҳлул маҳдуданд.

Рафтори асосии спектралии силсилаи зондҳо умумӣ аст. Пеш аз илова кардани NaHS дар атрофи 338 nm абсорбсия мушоҳида мешавад ва аз сабаби таъсири хомӯшкунии гурӯҳи DNBS тавассути интиқоли фотоиндуксионии электрон (photoinduced electron transfer, PET) флуоресценсия заиф аст. Ҳангоми илова кардани NaHS абсорбсияи 338 nm кам шуда, дар атрофи 452 nm банди нави абсорбсия ва дар 605 nm банди равшани эмиссия пайдо мешавад. Манбаъ ин тағйиротро бо реаксияи ҷойивазкунии нуклеофилии ароматикӣ, ки аз ҷониби HS⁻ ангехта мешавад, яъне S_NAr, алоқаманд мекунад.

Ҳаддҳои ҳисобшудаи ошкорсозии S1–S5 барои NaHS мутаносибан 2,0; 0,4; 1,1; 6,2 ва 8,2 µM мебошанд. S2 на танҳо бо арзиши пасти LOD, балки бо баромади баланди флуоресценсия, таҳаммулпазирии васеи pH, қобилияти кор дар ҳалкунандаҳои гуногун ва интихобпазирӣ нисбат ба нуклеофилҳои аз ҷиҳати биологӣ марбут, ки санҷида шуданд, ҳамчун муваффақтарин зонди умумии силсила арзёбӣ шудааст.

Сулфиди гидроген, H₂S, на танҳо ҳамчун гази заҳрнок, балки ҳамчун газотрансмиттери хурд ва паҳншавандае низ омӯхта мешавад, ки метавонад дар интиқоли сигнал дар системаҳои биологӣ иштирок кунад. Дар адабиёте, ки манбаъ ба он такя мекунад, истеҳсоли эндогении H₂S пеш аз ҳама бо системаҳои ферментии cystathionine β-synthase, cystathionine γ-lyase ва 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase алоқаманд дониста мешавад. Робитаи H₂S бо равандҳое чун тонуси рагҳо, нейромодулятсия, тавозуни редокс ва ситопротексия таваҷҷуҳро ба сенсорҳое афзоиш додааст, ки метавонанд ҷойгиршавӣ ва консентратсияи ин молекуларо дар муҳитҳои биологӣ пайгирӣ кунанд.

Ангезаи махсуси таҳқиқот лизосомаҳо мебошанд. Лизосомаҳо органеллаҳои дохилиҳуҷайравии кислотаӣ ҳастанд ва молекулаҳои хурди дорои морфолин бо сабаби хосияти суст-асосии худ метавонанд дар люмени кислотаии лизосомалӣ протононида шуда, ба доми ионӣ афтанд. Аз ҳамин сабаб морфолин як воҳиди сохториест, ки дар зондҳои флуоресцентии ҳадафгири лизосома васеъ истифода мешавад.

Аммо илова кардани гурӯҳи ҳадафгир ба зонд аз ҷиҳати кимиёӣ ҳамеша “ғайрифаъол” нест. Наздикии гурӯҳи морфолин ба флуорофор ва алифатӣ ё ароматикӣ будани пайвандаки байни онҳо метавонад ба тақсимоти электронӣ, рафтори протонишавӣ, микро муҳити маҳаллӣ ва роҳҳои интиқоли электрон, ки флуоресценсияро хомӯш мекунанд, таъсир расонад. Саволи аслии таҳқиқот маҳз ҳамин аст: ҳангоми нигоҳ доштани ҳамон маркази реаксияи H₂S, тағйир додани пайванди морфолин–флуорофор иҷрои сенсорро тағйир медиҳад ё не?

Зонди флуоресцентии H₂S дар асоси DNBS чӣ гуна кор мекунад?

Дар зонди H₂S дар асоси DNBS гурӯҳи 2,4-динитробензолсулфонил дар ибтидо флуоресценсияи флуорофорро тавассути механизми PET пахш мекунад; ҳангоми рӯ ба рӯ шудан бо системаи H₂S/HS⁻ навъи бештар нуклеофилии HS⁻ дар воҳиди DNBS реаксияи S_NAr-ро ангехта мекунад, бо ҷудо шудани DNBS флуорофори озод бароварда мешавад ва флуоресценсия дубора қавӣ мегардад.

Ҳолати “пӯшида”: чаро DNBS флуоресценсияро пахш мекунад?

Дар зондҳои S1–S5 ядрои 1,8-нафталимид вазифаи тавлиди сигнали флуоресцентиро ба уҳда дорад, дар ҳоле ки гурӯҳи DNBS воҳиди ниқобкунанда ва хомӯшкунандаи ҳассос ба реаксия мебошад. Манбаъ гузориш медиҳад, ки дар набудани NaHS ҳамаи зондҳо дар атрофи 338 nm абсорбсияи монанд нишон медиҳанд ва флуоресценсия дар атрофи 445 nm танҳо заиф аст. Ин эмиссияи паст бо раванди хомӯшкунии PET-и вобаста ба гурӯҳи DNBS шарҳ дода мешавад.

Ҳолати “кушода”: ҳангоми омадани HS⁻ чӣ тағйир меёбад?

Ҳангоми илова кардани NaHS дар маҳлул тавозуни H₂S/HS⁻ ба вуҷуд меояд. Хусусан HS⁻ хосияти нуклеофилии қавӣ нишон дода, ба гурӯҳи DNBS ҳамла мекунад ва ҷудошавии ба реаксия асосёфтаро ангехта мекунад. Дар таҷриба ин тағйироти кимиёӣ бо ду аломати оптикии мустақил пайгирӣ шудааст: камшавии абсорбсияи 338 nm ва пайдо шудани абсорбсияи нав дар тақрибан 452 nm; ҳамзамон пайдо шудани эмиссияи равшани флуоресцентӣ дар 605 nm.

Аз ин рӯ система танҳо ба шакли “равшантар шуд” арзёбӣ нашудааст. Тағйирёбии нисбати абсорбсия ва қавӣ шудани флуоресценсия ҳамчун ду нишондиҳандаи спектроскопии ҳамон як реаксияи кимиёӣ истифода шудаанд.

Чаро морфолин истифода шуд?

Морфолин дар заминаи таҳқиқот ду нақши илмӣ дорад. Якум, дар адабиёт он ба сабаби қобилияти протонидашавӣ ва ҷамъшавӣ дар муҳити кислотаии лизосомалӣ ҳамчун воҳиди ҳадафгирии лизосома истифода мешавад. Дуюм, нақшест, ки ин мақола мустақиман меомӯзад: тарзи пайвастшавии морфолин ба ядрои 1,8-нафталимид метавонад иҷрои ошкорсозии H₂S-ро тавассути роҳҳои электронӣ ва фотофизикӣ тағйир диҳад.

Таҳқиқот нақши дуюмро бевосита дар маҳлул месанҷад. Нақши якум, яъне ҷамъшавии воқеии лизосомалӣ дар дохили ҳуҷайра, дар ин мақола бо таҷрибаи нави тасвирбардории ҳуҷайравӣ тасдиқ нашудааст.

Фарқи сохтории байни панҷ зонд чист?

Чаро S2 беҳтарин иҷроишро нишон дод?

S2 ба шарофати он ки пайвандаки алифатии дукарбонӣ морфолинро аз ядрои 1,8-нафталимид ба қадри кофӣ ҷудо мекунад, баландтарин афзоиши флуоресценсия ва пасттарин арзиши LOD-ро дар силсила нишон дод; манбаъ пешниҳод мекунад, ки дар S1-и мустақим пайвастшуда ва махсусан дар S4–S5 бо пайвандакҳои ароматии фенил/бензил роҳҳои иловагии хомӯшкунии PET метавонанд сигналро кам кунанд.

Ин шарҳи механистӣ тафсири манбаъ аст, ки ба муқоисаи сохторӣ асос ёфтааст. Таҳқиқот ҳисобкунии сохтори электронӣ ё диаграммаи энергетикии квантӣ-кимиёии PET-ро пешниҳод намекунад. Аз ин рӯ, ин мақола мустақиман ҳисоб накардааст, ки пайвандакҳои фенил ва бензил сигналро маҳз тавассути кадом тағйироти энергияи орбиталӣ коҳиш медиҳанд.

Фарқи байни S2 ва S3

S2 ва S3 ҳарду фосилагузори алифатӣ доранд ва ҳарду нисбат ба S4–S5 бо пайвандакҳои ароматикӣ иҷроиши беҳтар нишон медиҳанд. Аммо ҷавоби флуоресцентии S2 қавитар аст. Дар шароити 500 µM NaHS шиддатҳои флуоресцентии S1 ва S3 нисбат ба S2 тақрибан мутаносибан %40 ва %60 гузориш шудаанд.

Чаро S5 бо вуҷуди тез будан сенсори хуб ҳисоб нашуд?

Кинетикаи S5 андозаи дигари иҷроишро нисбат ба бузургии сигнал нишон медиҳад. Дар каҷи кинетикии нормализатсияшуда S5 тақрибан дар 7 дақиқа ба арзиши максималӣ мерасад ва аз зондҳои дигар тезтар ҷавоб медиҳад. Аммо баромади максималии мутлақи флуоресценсия хеле паст аст. Барои сенсор на танҳо тез будани реаксия, балки ба вуҷуд омадани тафовути оптикии кофӣ қавӣ ва боэътимод байни ҳадаф ва замина низ лозим аст. Аз ҳамин сабаб манбаъ S2-ро аз ҷиҳати иҷроиши умумӣ бартар мешуморад.

Ҳадди ошкорсозӣ чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Манбаъ арзиши LOD-ро бо муносибати зерин ҳисоб кардааст:

\(\mathrm{LOD} = \frac{3\sigma}{\kappa}\)

Дар ин ҷо σинҳирофи стандартии сигнали blank, яъне намунае, ки ба он аналити ҳадаф илова нашудааст, аз 20 ченкунӣ ҳисобшуда мебошад. κ бошад нишебии хати калибркунии NaHS аст. Бо зиёд шудани нишебӣ барои ҳамон тағйироти консентратсия тағйироти калонтари сигнал ба даст меояд; бо кам шудани тағйирпазирии сигнали blank бошад, миқдори камтари аналитро аз замина ҷудо кардан мумкин аст.

Барои S2 ҳисобшудаи LOD-и 0,4 µM, бо ҳамон усули ҳисобкунӣ аз S1, S3, S4 ва S5 пасттар буда, ба баландтарин ҳассосияти аналитикӣ дар ин силсила мувофиқат мекунад.

Минтақаи кори хаттӣ

Титркуниҳои NaHS дар фосилаи 0–500 µM анҷом дода шудаанд. Барои шиддати флуоресценсияи 605 nm-и ҳамаи зондҳо дар фосилаи 0–120 µM NaHS робитаи хаттӣ гузориш шудааст. Дар консентратсияҳои баландтар, махсусан S2, S1 ва S3 ба сершавӣ наздик шудаанд.

Дар тарафи абсорбсия бошад, нисбати A₄₅₂/A₃₃₈ бо зиёд шудани консентратсияи NaHS баланд шудааст. Ин тағйироти ратиометрии абсорбсия коҳиши абсорбсияи ибтидоии 338 nm ва қавӣ шудани банди маҳсулоти 452 nm-ро дар як ченкунӣ муттаҳид мекунад.

Чаро ҳалкунанда ин қадар муҳим аст?

Хусусиятҳои фотофизикии сохторҳои 1,8-нафталимид метавонанд аз қутбияти ҳалкунанда ва муҳити солвататсия таъсир гиранд. Аз ин рӯ муҳаққиқон S2-ро дар омехтаҳои %70 ҳалкунанда/PBS, ки бар асоси ацетон, метанол, THF, асетонитрил, DMSO ва 2-метоксиэтанол буданд, муқоиса карданд.

Манбаъ инчунин афзоиши мутлақи флуоресценсияро дар муҳити DMSO 63,6 маротиба ва дар муҳити MeOEtOH 3,3 маротиба гузориш медиҳад. Аз ин рӯ ҳалкунанда на танҳо ба сатҳи сигнал, балки ба натиҷаи умумии мушоҳидашавандаи ҷудошавии DNBS ва рафтори фотофизикии баъдии флуорофор низ таъсири назаррас мерасонад.

Чаро pH ошкорсозии H₂S-ро тағйир медиҳад?

Дар системаҳои обӣ байни H₂S, HS⁻ ва дар pH-и баландтар S²⁻ тавозунҳои кислота–асос мавҷуданд. Ин тавозун барои навъи нуклеофилие, ки реаксияи DNBS-ро ангехта мекунад, муҳим аст. Манбаъ гузориш медиҳад, ки бо вуҷуди илова кардани NaHS дар фосилаи pH 1–4 афзоиши флуоресценсия хеле заиф буд ва инро бо бартарии навъи камтар нуклеофилии H₂S алоқаманд мекунад.

Дар фосилаи pH 4–9 афзоиши равшани флуоресценсия дида мешавад. Дар pH аз 10 боло бошад, ҳатто бе NaHS афзоиши флуоресценсияи замина оғоз шудани он гузориш шудааст ва ин ҳолат бо гидролизи эфири DNBS, ки аз гидроксид сар мезанад, алоқаманд дониста шудааст.

Манбаъ дар ин ҷо ду ифодаи гуногуни ҳудудро истифода мекунад: муҳокимаи таҷриба “фосилаи оптималии кор”-ро pH 4–10 медиҳад, дар ҳоле ки abstract ва натиҷа pH 4–9-ро истифода мекунанд. Verianla ин ду ифодаро ба як фосилаи қатъии ягона табдил намедиҳад.

Интихобпазирӣ чӣ гуна санҷида шуд?

Маҳлули 10 µM-и S2 бо халалрасонҳои эҳтимолӣ алоҳида-алоҳида инкубатсия карда шуд. Барои F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, HSO₃⁻, HSO₄⁻, IO₃⁻, OAc⁻, NO₂⁻, HPO₄²⁻ ва кислотаи аскорбин 100 µM; барои глутатион ва систеин, ки метавонанд дар дохили ҳуҷайра дар консентратсияи баландтар бошанд, 1,0 mM истифода шуд.

Пас аз 30 дақиқа инкубатсия танҳо NaHS дар флуоресценсияи 605 nm афзоиши равшан ба вуҷуд овард. Систеин афзоиши хурди сигналро ба вуҷуд овард, аммо ин афзоиш нисбат ба ҷавоби NaHS хеле паст монд. Навъҳои дигари санҷидашуда дар манбаъ сигнали назаррас ба вуҷуд наоварданд.

Оё ин таҳқиқот тасвирбардории H₂S-ро дар лизосомаҳо исбот мекунад?

Не. Гарчанде морфолин ҳамчун сохтори ҳадафгири лизосома интихоб шудааст, таҷрибаҳои ин таҳқиқот рафтори абсорбсия, флуоресценсия, кинетика, ҳалкунанда, pH ва интихобпазирии зондҳои синтезшударо дар маҳлул месанҷанд; таҷрибаи фарҳанги ҳуҷайра, тасвирбардории конфокалӣ, ко-локализатсияи лизосомалӣ ё биотасвирбардории in vivo гузориш нашудааст.

Аз ин рӯ таҳқиқот хулосаи “дар тарҳрезии сенсори ҳадафгири лизосома иҷроиши кимиёии пайвандаки морфолин муҳим аст”-ро дастгирӣ мекунад. Аммо хулосаҳои монанди “S2 ба лизосомаи ҳуҷайраҳои зинда муваффақона ворид шуд”, “H₂S-и лизосомалиро ба таври миқдорӣ тасвир кард” ё “бемориро дар дохили ҳуҷайра ошкор кард” аз таҷрибаҳои ин манбаъ бароварда намешаванд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Синтези кимиёӣ ва тавсиф

Зондҳои S1–S5 бо роҳҳои бисёрмарҳилаи синтези органикӣ омода шудаанд. Стратегияи асосӣ аввал тайёр кардани маҳсулоти мобайнии гидрокси-1,8-нафталимиди морфолин-субститутсияшуда ва баъд реаксия додани гурӯҳи гидроксил бо 2,4-динитробензолсулфонил хлорид барои табдил додани он ба эфири DNBS мебошад.

Маҳсулоти мобайнӣ ва пайвастагиҳои ниҳоӣ ¹H ва ¹³C NMR бо спектроскопия тавсиф шудаанд. Спектрҳои NMR-и марбут ба тавсифи сохторӣ дар маводи иловагӣ пешниҳод шудаанд.

Дастгоҳҳои истифодашуда

Спектрҳои абсорбсияи UV–Vis бо спектрофотометри Agilent Technologies Cary 8454 UV–Vis чен карда шудаанд. Ченкуниҳои флуоресценсия дар спектрофлуорометри Horiba Scientific FluoroMax-4 бо истифода аз кюветаи кварсии 0,5 cm анҷом дода шуда, паҳнои slit-и ангезиш ва эмиссия дар фосилаи 1–5 nm танзим шудааст.

¹H ва ¹³C NMR тавсифҳо дар ҳарорати хона бо дастгоҳи Bruker Ascend 400, 400 MHz NMR анҷом дода шудаанд. Барои тозакунии маҳсулоти мобайнӣ ва ниҳоӣ системаи CombiFlash NextGen 300+ истифода шудааст.

Манбаи H₂S ва муҳити асосии таҷриба

Дар таҷрибаҳои маҳлулӣ ҳамчун манбаи сулфиди гидроген натрий гидросулфид, NaHS, истифода шудааст. Дар муқоисаҳои асосии спектроскопӣ зондҳои S1–S5 дар консентратсияи 10 µM дар муҳити DMSO/PBS 7:3 (v/v), pH 7,4 арзёбӣ шудаанд.

Манбаъ консентратсияи PBS-ро дар тавсифҳои гуногуни таҷриба яксон намедиҳад: дар таҷрибаҳои спектралӣ ва баъзе таҷрибаҳои ҳалкунанда 0,1 mM, дар тавсифҳои таҷрибаҳои кинетика ва интихобпазирӣ бошад 0,1 M нишон дода шудааст. Verianla ин арзишҳоро ҳамчун як консентратсияи ягона аз нав тафсир намекунад; ҳар таҷриба бояд бо шароити манбаъии худ баррасӣ шавад.

Шакли 1: тағйироти спектралӣ дар ибтидо ва пас аз H₂S

Шакли 1 чор панел дорад. Дар набудани NaHS максимуми абсорбсияи S1–S5 тақрибан дар 338 nm аст. Флуоресценсия дар сатҳи паст қарор дорад. Пас аз 30 дақиқа инкубатсия бо 500 µM NaHS банди 338 nm кам шуда, дар атрофи 452 nm абсорбсияи нав пайдо мешавад; дар ҳамон шароит дар 605 nm эмиссияи нави қавии флуоресцентӣ ба вуҷуд меояд.

Дар панели D фарқи равшани бузургии сигнал байни зондҳо дида мешавад. S2 баландтарин ҷавоби 605 nm-ро медиҳад, дар ҳоле ки S5 пасттарин ҷавобро ба вуҷуд меорад. Ин график мустақиман дастгирӣ мекунад, ки сохтори пайвандак баромади оптикии баъди реаксияро ба таври қавӣ тағйир медиҳад.

Шакли 2: титркунии NaHS ва LOD

S1–S5 дар фосилаи 0–500 µM NaHS титр карда шуданд ва спектрҳо пас аз 30 дақиқа инкубатсия сабт шуданд. S2 баландтарин афзоиши флуоресценсияро нишон дода, дар атрофи 500 µM ба плато расид. S1 ва S3 низ дар ҳамин консентратсия ба сершавӣ наздик шуданд, вале бузургии сигналашон пасттар монд.

Дар минтақаи 0–120 µM байни шиддати флуоресценсия ва консентратсияи NaHS робитаи хаттӣ гузориш шудааст. Дар маълумоти абсорбсия нисбати A₄₅₂/A₃₃₈ бо зиёд шудани NaHS боло рафт ва баландтарин нисбат дар S2 мушоҳида шуд.

Шакли 3: кинетикаи реаксия

Ҳар як зонд дар консентратсияи 10 µM бо 500 µM NaHS дар ҳарорати хона инкубатсия шуда, эмиссияи 605 nm дар давоми 30 дақиқа пайгирӣ гардид. S2 аз ҷиҳати мутлақ калонтарин афзоиши сигналро дод, дар ҳоле ки S5 пасттарин сигналро ба вуҷуд овард.

Каҷҳои нормализатсияшуда нишон медиҳанд, ки S1–S4 профилҳои кинетикии тақрибан монанд доранд. S5 бошад тақрибан дар давоми 7 дақиқа ба сатҳи максималии флуоресценсияи худ расид. Аммо аз сабаби паст будани максимум, кинетикаи тези реаксия мушкили сигнали заифро дар иҷрои ошкорсозӣ ҷуброн накард.

S2 инчунин дар 5, 15, 25 ва 35 °C арзёбӣ шуд. Ҳарорати баландтар шиддати флуоресценсияро дар дақиқаи 30 зиёд кард, вале шакли умумии кинетикӣ дар тамоми фосилаи ҳарорат монанд боқӣ монд.

Шакли 4: таъсири ҳалкунанда ва pH

S2 дар шаш муҳити гуногуни %70 ҳалкунанда/PBS санҷида шуд: ацетон, метанол, THF, асетонитрил, DMSO ва 2-метоксиэтанол. Тавсифи таҷрибаи дахлдор дар манбаъ ва шарҳи Шакли 4 нишон медиҳанд, ки S2 бо 500 µM NaHS барои 30 дақиқа инкубатсия шудааст.

Баландтарин афзоиши флуоресценсия дар DMSO 63,6 маротиба ва пасттарин афзоиш дар MeOEtOH 3,3 маротиба гузориш шудааст. Нисбати барқароршавӣ дар муқоиса бо флуорофори озоди M2 дар DMSO бо %85,4 баландтарин аст.

Дар матни манбаъ ҳангоми тавсифи нисбатҳои барқароршавии ҳамин таҷрибаи ҳалкунанда дар як ҷой “500 mM NaHS” навишта шудааст. Ин арзиш бо 500 µM дар протоколи таҷрибаи дахлдор ва шарҳи шакл мувофиқат намекунад; азбаски дар худи манбаъ номувофиқии ошкори воҳид мавҷуд аст, Verianla яке аз арзишҳоро бесадо ҳамчун ҳақиқати ниҳоии ислоҳшуда пешниҳод намекунад.

Дар таҷрибаи pH 1–13 дар pH-и паст ҷавоб маҳдуд, дар фосилаи pH 4–9 равшан ва дар шароити баланди ишқорӣ рафторе бо афзоиши флуоресценсияи blank мушоҳида шуд. Афзоиши замина дар pH аз 10 боло бо гидролизи эфири DNBS тавассути OH⁻ шарҳ дода мешавад.

Шакли 5: интихобпазирӣ

S2 нисбат ба панели васеи халалрасонҳо, аз ҷумла тиолҳои биологии консентратсияи баланд, санҷида шуд. NaHS ба таври равшан қавитарин ҷавоби 605 nm-ро ба вуҷуд овард. Cys афзоиши хурди флуоресценсияро ба вуҷуд овард, дар ҳоле ки GSH ва дигар ионҳои санҷидашуда/кислотаи аскорбин халали назаррас ба вуҷуд наоварданд.

Натиҷае, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

Маълумоти манбаъ дастгирӣ мекунанд, ки тарзи пайвастшавии гурӯҳи морфолин ба флуорофори 1,8-нафталимид метавонад дар ошкорсозии H₂S дар асоси DNBS фарқи бузурги иҷроиш ба вуҷуд орад. Дар байни панҷ сохтори омӯхташуда S2, ки фосилагузори дукарбонӣ дорад, ҳангоми баҳодиҳии якҷояи бузургии сигнал, LOD, рафтори ҳалкунанда ва интихобпазирӣ муваффақтарин зонд мебошад.

Натиҷае, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

Ин таҷрибаҳо нишон намедиҳанд, ки S2 метавонад H₂S-ро дар одамон ё ҳайвонот чен кунад. Он маълумоти ҳадафгирии ҳуҷайравии лизосомаро пешниҳод намекунад. Гузарониши ҳуҷайра, ситотоксикӣ, тақсимоти биологӣ ё рафтори фармакокинетикӣ дар организми зинда санҷида нашудааст. Илова бар ин, арзишҳои LOD-и дар маҳлул бадастомада исбот намекунанд, ки ҳамон иҷроиши аналитикӣ дар микро муҳити воқеии ҳуҷайравӣ худкорона нигоҳ дошта мешавад.

Маҳдудиятҳои асосии методологӣ

Маҳдудияти асосии таҳқиқот ин аст, ки бо вуҷуди ангезаи татбиқи биологӣ, тасдиқи таҷрибавӣ дар сатҳи маҳлул боқӣ мемонад. Илова бар ин, иҷроиши сенсор ба таркиби ҳалкунанда сахт вобаста аст; аз ин рӯ наметавон фарз кард, ки сигнали баланди дар муҳити таҷрибавии дорои DMSO зиёд мушоҳидашуда дар муҳити комилан обӣ ё ҳуҷайравӣ айнан нигоҳ дошта мешавад.

Гарчанде дар манбаъ каҷҳои спектралӣ ба шакли график нишон дода шудаанд, ҳамаи нуқтаҳои хоми ададӣ дар матни асосӣ дар шакли ҷадвал пешниҳод нашудаанд. Аз ин рӯ аз тасвирҳои графикӣ арзишҳои нави дақиқи консентратсия–сигнал набояд ҳосил карда шаванд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Таҳқиқоти аслӣ: Influence of Morpholine Substitution on DNBS-Based 1,8-Naphthalimide Fluorescent Probes for H2S Detection.

Муаллифон: Trevor Dvorak; Sara Fox-Belmonte; Noah Burbul; Haishi Cao.

Муаллифи масъул: Haishi Cao.

Муассиса: Department of Chemistry, University of Nebraska at Kearney, Kearney, Nebraska, USA.

Маҷалла: Chemistry.

Ношир: MDPI.

ISSN: 2624-8549.

Сабти библиографӣ: Chemistry, 2026, 8(5), Мақолаи 59.

DOI: 10.3390/chemistry8050059.

Санаи нашр: 1 May 2026.

Навъи мақола: Article; таҳқиқоти таҷрибавии химияи сенсории органикӣ/супрамолекулӣ ва тавсифи спектроскопӣ.

Ҳакамӣ: Chemistry маҷаллаи илмии ҳакамӣ ва дастрасии кушода аст.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY). Азбаски дар PDF рақами версияи иҷозатнома алоҳида нишон дода нашудааст, рақами версия тахмин карда нашудааст.

Системаи асосии таҷриба: Зондҳои S1–S5-и дорои морфолин дар асоси DNBS ва 1,8-нафталимид; NaHS ҳамчун манбаи H₂S дар маҳлул.

Усулҳои асосии аналитикӣ: Спектроскопияи абсорбсияи UV–Vis, спектроскопияи флуоресценсия, ¹H NMR ва ¹³C NMR.

Дастгоҳи UV–Vis: Cary 8454, Agilent Technologies.

Дастгоҳи флуоресценсия: FluoroMax-4, Horiba Scientific.

Дастгоҳи NMR: Ascend 400, Bruker, 400 MHz.

Системаи тозакунӣ: CombiFlash NextGen 300+, Teledyne ISCO.

Таърифи LOD: LOD = 3σ/κ; σ инҳирофи стандартии сигнали blank дар 20 ченкунии такрорӣ ва κ нишебии каҷи калибркунии NaHS мебошад.

Натиҷаи асосӣ: S2 бо 0,4 µM пасттарин LOD-и силсила ва қавитарин ҷавоби умумии флуоресцентиро нишон дод; сохтори spacer-и дукарбонии морфолин–флуорофор ҳамчун тарҳи аз ҳама мувофиқ дар ин оилаи зондҳо гузориш шудааст.

Маводи иловагӣ: Спектрҳои ¹H ва ¹³C NMR-и силсилаҳои M ва S, тағйироти иловагии абсорбсия дар ҳузури NaHS ва Table S1 бо муқоиса ба зондҳои нави H₂S.

Маблағгузорӣ: Nebraska EPSCoR, OIA-2044049.

Дастрасии маълумот: Гузориш шудааст, ки саҳмҳои аслии таҳқиқот дар мақола ва маводи иловагӣ ҷой доранд ва дархостҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул фиристода шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон бархӯрди манфиатҳоро гузориш накардаанд.

Саҳмҳои муаллифон: Investigation: Trevor Dvorak, Sara Fox-Belmonte ва Noah Burbul; writing—original draft: Haishi Cao; writing—review and editing: Haishi Cao; project administration: Haishi Cao; funding acquisition: Haishi Cao.

Ёддошти гузоришдиҳии дохили манбаъ 1: Дар таҷрибаи ҳалкунанда, матни усули дахлдор ва шарҳи Шакли 4 500 µM NaHS медиҳанд, дар ҳоле ки дар параграфи барқароршавии флуоресценсия 500 mM навишта шудааст. Фарқи байни ин арзишҳо аз ҷониби Verianla бесадо ислоҳ нашудааст.

Ёддошти гузоришдиҳии дохили манбаъ 2: Дар муҳокимаи pH ҷавоби равшан ҳамчун pH 4–9 тавсиф мешавад ва сипас ибораи “фосилаи оптималии кор 4–10” истифода мегардад; abstract ва натиҷа бошад фосилаи pH 4–9-ро медиҳанд.

Ёддошти шароити таҷрибаи дохили манбаъ: Дар баъзе тавсифҳои спектралӣ/ҳалкунанда консентратсияи PBS ҳамчун 0,1 mM, дар тавсифҳои кинетика ва интихобпазирӣ бошад ҳамчун 0,1 M гузориш шудааст. Ин шароит бояд ба ҳамон шакле, ки дар манбаъ дода шудааст, нигоҳ дошта шавад.

Ҳадди тафсири илмӣ: Таҳқиқот ошкорсозии H₂S/NaHS-ро дар маҳлул месанҷад. Локализатсияи ҳуҷайравии лизосома, тасвирбардории ҳуҷайраи зинда, таҳқиқоти ҳайвонот ё татбиқи клиникӣ тасдиқ нашудааст.

Ёддошти истифодаи дубораи тасвир: Тарҳбандии Scheme 1 ва Шаклҳои 1–5-и манбаъ айнан нусхабардорӣ нашудааст. Арзишҳое, ки дар манбаъ мустақиман гузориш шудаанд, метавонанд дар Verianla бо ҷадвали мустақил ё схемаи source-derived намоиш дода шаванд. Бе маълумоти хоми каҷҳои спектралӣ аз тасвири пикселӣ силсилаи нави дақиқи маълумот сохта нашавад.