文献综述 一种检测β-半乳糖苷酶的半花菁类荧光探针的合成及其生物成像 一、研究背景 β-半乳糖苷酶(β-gal)是细胞溶酶体中的水解酶，能够从神经节苷脂,糖蛋白,鞘脂和硫酸角蛋白中去除半乳糖残基，在人体中的生理功能是催化水解糖苷键,将乳糖转化成半乳糖。

在遗传学领域中对人类β-半乳糖苷酶缺陷病的诊断和基础研究也是重要的指征,所以在生命医学领域对β-半乳糖苷酶活性的检测具有重要意义。

近年来,荧光探针因具有选择性好、灵敏度高及高时空分辨率成像等优点,深受研究者的青睐,对金属离子和信号分子的荧光探针被大量报道，但是对生物体系内β-半乳糖苷酶识别与可视化成像的荧光探针却鲜有报道[1]。

因此,采用有效的方法来检测这种酶是一个关键的研究课题。

迄今为止,已经研发出的用于检测β-gal活性的荧光探针,例如香豆素、5-溴-4-氯-3-羟基吲哚、噻唑橙、6-(苯并[d]噻-唑-2-基)-2-(甲基氨基)-萘、荧光素、甲氨基酚、荧光素衍生物和花菁染料等，都在小于600 nm的波长处发射荧光,并且表现出若干体内应用缺陷,例如作为低生物标本的组织渗透和自动荧光。

为了克服这些缺点并提高信噪比,已经通过将β-半乳糖残基掺入近红外荧光团如花菁和方酸菁染料支架中来制备用于β-gal的近红外荧光探针[2]。

然而,只有极少数的近红外荧光探针已被报道。

二、β-半乳糖苷酶 简介 β-半乳糖苷酶(β-galactosidase),全名为β-D-半乳糖苷半乳糖水解酶(β-D-galactosidegalcag- alcato-hydrolase,EC3.1.23)常简称为乳糖酶（结构如图1所示）,广泛存在于各种动物、植物及微生物中,是一种能够从神经节苷脂,糖蛋白,鞘脂和硫酸角蛋白中去除半乳糖残基的酶[3]。

而且,β-半乳糖苷酶是一种常用的检测转录和转染效率的报道基因,它同样是监测细胞衰老的一个非常重要的生物标记物,在维持正常的生命活动中具有举足轻重的作用。

图1 β-半乳糖苷酶结构式 生理作用 β-半乳糖苷酶能够催化β-半乳糖苷化合物中的β-半乳糖苷键发生水解,还具有转半乳糖基的作用。