摘 要

8-氨基芘-1, 3, 6-三磺酸三钠盐（APTS）是一种具有强烈的绿色荧光，斯托克斯位移很大的水溶性试剂。它广泛应用于毛细管电泳中碳水化合物的检测和糖蛋白的标记，也被用于还原胺化反应修饰其它含有羰基的生物分子。在糖科学快速发展的当今世界，APTS在检测和标记碳水化合物的应用中逐渐成为主流。本文将介绍目前关于APTS国内外的研究现状、合成与纯化方法和基于毛细管电泳的碳水化合物的检测的原理和措施。通过对其研究现状进行概述，能够让我们更好地了解其应用前景以及未来发展方向。

关键词：APTS；碳水化合物；毛细管电泳；荧光检测

Abstract

8-aminopyrene-1, 3, 6-tri-sulfonate (APTS) is a water soluble reagent with strong green fluorescence and a large stokes displacement. It is widely used in the detection of carbohydrates and the labeling of glycoproteins in capillary electrophoresis. It is also used in the reduction amination to modify other biomolecules containing carbonyls. In today's world with the rapid development of sugar science, APTS has gradually become the mainstream in the application of detecting and labeling carbohydrates. This thesis will introduce the current research status of APTS at home and abroad, synthesis, purification methods, principles and measures of carbohydrate detection based on capillary electrophoresis. By summarizing the research status of APTS, we can better understand its application prospect and future development direction.

Key words: APTS; carbohydrate; capillary electrophoresis; fluorescence detection

目录

1、 绪论 1

2、 背景 2

2. 1 碳水化合物 2

2. 2 毛细管电泳 3

3、 APTS合成与应用研究 5

3. 1 APTS合成与纯化 5

3. 1. 1 氨基芘三磺酸三钠盐（APTS） 5

3. 1. 2 可聚合APTS衍生物 6

3. 2 APTS及其衍生物的应用研究 7

3. 2. 1 毛细管电泳中碳水化合物的检测 8

3. 2. 2 荧光标记 9

3. 2. 3 APTS衍生物水凝胶系统 10

3. 2. 4 酸催化还原胺化探究 10

4、总结与展望 12

参考文献 13

致 谢 17

2. 绪论

碳水化合物是信号、结构和能量的基础。是一切生物维持生命活动所需能量的主要来源，也是信号传递、构筑生物基体的主要物质，糖蛋白、糖脂等糖缀合物的寡糖链在很多生命过程中起着重要的作用，如蛋白靶向、细胞识别和抗体-抗原相互作用等。近些年，特别是基因工程重组糖蛋白在临床上得到了很多应用，受到了很大重视^{[1, 2, 3, 4]}。分析和检测糖链成为了研究其生理活性和功能的基础。但是，从生物中分离纯化的糖类收量太少，且手段复杂困难，不能准确、实时、连续地检测碳水化合物。因此，必须要有高效、高灵敏度的分析技术来配合糖类检测^[5]。近些年来，毛细管电泳-激光诱导荧光检测（CE-LIF）发展迅速，已经成为糖蛋白、糖脂、单糖等碳水化合物检测分析的重要手段之一^[6]。毛细管电泳（CE）分离效率高，速度快，而激光诱导荧光检测（LIF）检测灵敏度高，是检测分析碳水化合物的理想手段。而碳水化合物无强生色或吸收基团，因此需要利用衍生化试剂来标记以实现CE-LIF分析^[7]。8-氨基芘-1, 3, 6-三磺酸三钠盐（APTS）就是目前主要使用的衍生试剂之一，分子式为C₁₆H₈NNa₃O₉S₃ ，结构式如图1. 1^[8]。

图1, 1 APTS结构式

APTS是一种具有强烈绿色荧光，斯托克斯位移很大的水溶性试剂，其最大吸收波长在455 nm处，一般使用氩离子激光器的488 nm谱线作为激发光源。其分子量为523. 4 MW，一般以固体形式溶于二甲基亚砜（DMSO）中保存。通过APTS对碳水化合物进行标记的技术已经十分成熟，通过还原胺化反应标记使糖类带负电，从而得以通过CE分离分析^[9]。此外，APTS还被固定在某些水凝胶中进行葡萄糖监测^[10]。可以说，APTS是糖科学研究中必不可少的一种试剂，其在碳水化合物监测和标记中发挥着重要的作用。因此，对APTS的研究，包括其合成与纯化手段，以及探究其在碳水化合物标记和检测机理，将很大程度地推动糖科学与分析化学的发展进程^[11]。本文主要介绍国内外APTS合成研究现状以及其在基于毛细管电泳分析碳水化合物实验中的应用，并展望APTS未来发展前景。

1. 背景

2. 1碳水化合物

通过简单地介绍碳水化合物结构的复杂性质，可以帮助我们理解其分析方面面临的挑战。本文主要介绍在CE分析中碳水化合物结构带来的困难，碳水化合物其他性质本文将不做介绍。单糖可看作糖类的基本组成单元，单糖是组成多糖的单元，简要的组成式为（C_x(H₂O)）_n , 由于单糖是构成多糖的基本单元，多糖分析一般通过多糖Smith降解得单糖、二糖等低聚糖，定量分析降解产物来确定多糖的组成^[12]。单糖种类多种多样，在自然界存在的一般为五碳糖和六碳糖，按构造划分，单糖分为醛糖和酮糖。以下介绍几种具有代表性质的单糖，葡萄糖、甘露糖和半乳糖是常见的未取代己糖。岩藻糖少一个羟基，称为脱氧己糖。N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰神经氨酸代表取代的己糖，见图2. 1。

图2. 1 几种代表性单糖