發(fā)布時間：2020-05-23 16:52

【摘要】：相比于傳統(tǒng)技術如比色法、電化學分析法、色譜分析法等來說,熒光探針技術由于其制備簡單、可改造性強、靶向結合、可實時檢測等特點,成為眾多檢測方法中應用最為普遍的方法之一。其中,近紅外熒光探針具有較小的輻射能,可以到達更深的組織層面,減少了生物自發(fā)熒光的干擾,提高了檢測靈敏性和選擇性,并且對樣品的光損傷更小,能更好地應用于活細胞熒光成像或活體熒光成像中;比率型熒光探針能夠通過兩個發(fā)射波長的比值來定量檢測痕量物質(zhì),檢測結果更精確。因此結合近紅外熒光和比率發(fā)射這兩種技術的近紅外比率熒光探針顯示出了更大的優(yōu)勢和應用前景�；钚粤�(RSS)是生物體內(nèi)一類含硫的活性分子,包括H2S和SO2及其衍生物。其中H2S在水溶液中主要以單陰離子形式HS-存在。一旦H2S處于異常水平,就可能導致帕金森氏癥、阿爾茨海默病、糖尿病、肝硬化等疾病。盡管H2S在細胞和整個動物學研究中有許多生理學作用,但H2S的精確分子靶點仍尚不清楚,因此仍然是一個重要的研究方向。另一方面,SO2除了是一種具有強烈刺激性氣味的大氣污染物外,還在生命系統(tǒng)中承擔重要的作用。因此,對這兩種活性硫物質(zhì)進行定量檢測,對環(huán)境系統(tǒng)和生物系統(tǒng)來說都具有重要意義。本論文的立足于環(huán)境科學、有機化學、分析化學與生物科學的交叉,利用花色素染料的優(yōu)異光物理性能、良好生物相容性和熒光機理易調(diào)控的優(yōu)勢,對分子結構進行修飾,設計合成了兩種近紅外比率熒光探針NIR-H2S和NIR-SO2,分別用于H2S和SO2的檢測。1、以8-羥基久洛尼定為原料合成了香豆素334,該化合物含有半剛性的環(huán)己基,具有更高的熒光量子產(chǎn)率;再將其分別與4-(二乙氨基)水楊醛和2,4-二羥基甲醛反應,分別合成了兩種新型的近紅外比率熒光探針NIR-H2S和NIR-SO2,并運用lHNMR、13C NMR、MS等方法對這兩種化合物進行了表征,確定了其分子結構。2、將NIR-H2S成功用于水溶液和活細胞中H2S的檢測。實驗結果表明,隨著H2S濃度的增加,在437 nm處的吸光度增加而674 nm處的吸光度逐漸減少;同時探針NIR-H2S在503 nm處的熒光強度逐漸增加,而近紅外區(qū)域的熒光信號逐漸降低,呈典型的比率發(fā)射模式,并伴隨著明顯的溶液顏色變化(藍綠色到黃色)。另一方面,該探針也能在生理條件下快速地選擇性識別H2S(110s)。該探針還成功用于活HepG2細胞中外源性以及內(nèi)源性H2S的熒光成像,說明其在生物領域具有潛在的應用價值。3、以花色素染料為母體設計合成的近紅外比率熒光探針NIR-SO2也被成功用于水溶液中SO的檢測。實驗結果表明,探針NIR-SO2能在生理條件下快速地(3min)選擇性識別SO2,與此同時伴隨著明顯的顏色變化(藍色變?yōu)闇\綠色)以及比率型熒光光譜的變化。另外,探針NIR-SO2還能被制作成簡易試紙,通過不同的顏色變化來實現(xiàn)SO的快速檢測,這也表明該探針具有良好的應用前景。
【圖文】：

熒光探針可以被定義為與分析物或環(huán)境因素相互作用的試劑，同時具有光學逡逑性能的變化（吸收、熒光或化學改變）�；谶@樣的變化，我們因此可以確定檢逡逑測目標Ｖ［１６］。通常如圖１．１所示，，熒光探針由三個部分組成：（１）邋一種發(fā)光信號，逡逑也叫光學部分，其光學性能的變化應與．對應的目標有盡可能大的反應；（２）邋—種逡逑對可選擇的目標有特異性反應的標識部分，也叫識別基團；（３）邋—個適當?shù)倪B接逡逑器連接上述兩個部分（在某些情況下，這兩個部分可以沒有任何連接器而直接連逡逑接）［１叱當熒光探針與目標分析物特異性結合后，發(fā)光信號就會產(chǎn)生光學性能逡逑的變化，通過檢測這種光學變化從而了解目標分析物的性能。逡逑ｓｉｇｎａｌ邋ｍｏｉｅｔｙ邋ｌｉｎｋｅｒ邋ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ邋ｍｏｉｅｔｙ逡逑（ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ邋ｍｏｉｅｔｙ）邋（ｌａｂｅｌｉｎｇ邋ｍｏｉｅｔｙ）逡逑ｔａｒｇｅｔｓ逡逑＼N／邐”逡逑圖１．１邋一個焚光探針的結構和反應機制逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｒｅｓｐｏｎｓｅ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ａ邋ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ邋ｐｒｏｂｅ逡逑１．２．１栥探針的設計策略逡逑根據(jù)檢測目的的不同，通常有兩種方法來設計一個熒光探針。前一種方法主逡逑要是基于四種不同的化學反應，包括：（１）質(zhì)子化和去質(zhì)子化；（２）絡合作用；逡逑（３）氧化還原反應；（４）共價鍵的形成與裂解ｓ后一種方法是基于一個合適的逡逑物理環(huán)境因素

熒光探針可以被定義為與分析物或環(huán)境因素相互作用的試劑，同時具有光學逡逑性能的變化（吸收、熒光或化學改變）�；谶@樣的變化，我們因此可以確定檢逡逑測目標Ｖ［１６］。通常如圖１．１所示，熒光探針由三個部分組成：（１）邋一種發(fā)光信號，逡逑也叫光學部分，其光學性能的變化應與．對應的目標有盡可能大的反應；（２）邋—種逡逑對可選擇的目標有特異性反應的標識部分，也叫識別基團；（３）邋—個適當?shù)倪B接逡逑器連接上述兩個部分（在某些情況下，這兩個部分可以沒有任何連接器而直接連逡逑接）［１叱當熒光探針與目標分析物特異性結合后，發(fā)光信號就會產(chǎn)生光學性能逡逑的變化，通過檢測這種光學變化從而了解目標分析物的性能。逡逑ｓｉｇｎａｌ邋ｍｏｉｅｔｙ邋ｌｉｎｋｅｒ邋ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ邋ｍｏｉｅｔｙ逡逑（ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ邋ｍｏｉｅｔｙ）邋（ｌａｂｅｌｉｎｇ邋ｍｏｉｅｔｙ）逡逑ｔａｒｇｅｔｓ逡逑＼N／邐”逡逑圖１．１邋一個焚光探針的結構和反應機制逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｒｅｓｐｏｎｓｅ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ａ邋ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ邋ｐｒｏｂｅ逡逑１．２．１栥探針的設計策略逡逑根據(jù)檢測目的的不同，通常有兩種方法來設計一個熒光探針。前一種方法主逡逑要是基于四種不同的化學反應，包括：（１）質(zhì)子化和去質(zhì)子化；（２）絡合作用；逡逑（３）氧化還原反應；（４）共價鍵的形成與裂解ｓ后一種方法是基于一個合適的逡逑物理環(huán)境因素
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X85

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本文編號：2677664