本文關(guān)鍵詞：同時(shí)檢測(cè)兩種生物活性分子的雙色熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及生物應(yīng)用

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【摘要】：生物活性小分子如活性氧(ROS)、金屬離子、H+在細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著至關(guān)重要的作用,與疾病的發(fā)生發(fā)展緊密相關(guān)。例如,過氧化氫(H2O2)介導(dǎo)的“氧化還原”信號(hào),與血管生成、氧化應(yīng)激、老化和癌癥等關(guān)系密切。鋅離子(Zn2+)是大量蛋白的結(jié)構(gòu)組成成分和酶活性中心,同時(shí),它也是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)分子,對(duì)細(xì)胞的各種行為產(chǎn)生重要的影響�；钚苑肿酉嗷ビ绊�,濃度變化相互關(guān)聯(lián),構(gòu)成了分子通訊,與重大疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。線粒體作為一種信使細(xì)胞器被廣泛關(guān)注,線粒體中的多種小分子參與不同的細(xì)胞生理活動(dòng),其中包括Zn2+和H2O2。熒光成像法作為動(dòng)態(tài)原位分析的有效手段越來越受到大家的青睞,特別是在亞細(xì)胞水平生物活性小分子的檢測(cè)方面得到了廣泛應(yīng)用。目前,單獨(dú)檢測(cè)線粒體內(nèi)Zn2+、活性氧或活性硫的熒光成像法屢見報(bào)道,但是對(duì)它們濃度水平的協(xié)同變化及對(duì)細(xì)胞生物行為、疾病發(fā)生發(fā)展的調(diào)控研究相對(duì)較少。因此,同時(shí)檢測(cè)線粒體內(nèi)的兩種活性分子對(duì)揭示它們?cè)诩?xì)胞生物學(xué)過程中的重要作用是至關(guān)重要的。為解決線粒體內(nèi)兩種活性小分子的同時(shí)成像問題,我們開展了以下兩方面的工作:(一)設(shè)計(jì)合成了兩種熒光探針PF-H2O2、Cy-O-DPA來檢測(cè)活細(xì)胞線粒體內(nèi)H2O2及Zn2+濃度的協(xié)同變化。PF-H2O2由三部分組成:帶有脂溶性陽(yáng)離子的熒光團(tuán)部花菁擔(dān)當(dāng)熒光發(fā)色團(tuán)和定位基團(tuán);硼酸酯作為H2O2響應(yīng)基團(tuán)。反應(yīng)前后整個(gè)分子由“吸-吸”改變?yōu)椤肮?吸”電子體系,使得熒光增強(qiáng)。該探針能夠高選擇性的裸眼識(shí)別H2O2,并實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)H2O2含量的動(dòng)態(tài)檢測(cè),PF-H2O2檢測(cè)H2O2的線性范圍為1.0×10-7-5.0×10-5 M,線性方程是F=514.606[H2O2](μΜ)+8735.48,線性相關(guān)系數(shù)為0.9960,檢測(cè)限為18 nM。Cy-O-DPA根據(jù)PET機(jī)理設(shè)計(jì)合成,該探針由三部分組成:帶有脂溶性陽(yáng)離子的花菁(Cy)作為熒光發(fā)色團(tuán)和定位基團(tuán);能夠與Zn2+絡(luò)合配位的DPA基團(tuán)作為Zn2+識(shí)別基團(tuán)。該探針實(shí)現(xiàn)了對(duì)Zn2+的瞬時(shí)檢測(cè),線性范圍為1.0×10-7-5.0×10-6M,線性方程是F=1083.17[Zn2+](μΜ)+4485.26,線性相關(guān)系數(shù)為0.9901,檢測(cè)限為11 nM。兩個(gè)探針具有良好的靈敏度和選擇性以及可分辨的激發(fā)和發(fā)射光譜從而實(shí)現(xiàn)了線粒體內(nèi)H2O2與Zn2+濃度協(xié)同變化的可視化研究,同時(shí)探究了以線粒體為載體的H2O2、Zn2+以及細(xì)胞凋亡的三角關(guān)系。這為同時(shí)研究H2O2和Zn2+相關(guān)的細(xì)胞生物學(xué)作用,提供了理想的成像探針,為揭示與線粒體H2O2和Zn2+濃度協(xié)同變化的相關(guān)疾病的分子作用機(jī)制提供了理想的工具。(二)設(shè)計(jì)合成了熒光探針PHS檢測(cè)活細(xì)胞線粒體中硫化氫(H2S)的濃度變化,同時(shí)利用Cy-O-DPA探究活細(xì)胞線粒體中H2S和Zn2+濃度變化之間的關(guān)聯(lián)性。探針PHS由三部分組成:帶有脂溶性陽(yáng)離子的熒光團(tuán)部花菁擔(dān)當(dāng)熒光發(fā)色團(tuán)和定位基團(tuán);二硝基苯甲醚作為H2S的識(shí)別單元。探針與H2S反應(yīng)后,形成強(qiáng)烈的推拉電子結(jié)構(gòu),熒光增強(qiáng)。探針PHS能夠高選擇性的裸眼識(shí)別線粒體中的H2S,NaHS的線性范圍為1.0×10-6-1.0×10-4 M,線性方程是F=550.720×[NaHS](μM)+18222.6,線性相關(guān)系數(shù)為0.9977,檢測(cè)限是26 nM。兩個(gè)探針有望實(shí)現(xiàn)H2S和Zn2+的協(xié)同成像研究,為揭示H2S和Zn2+相關(guān)的分子生物學(xué)機(jī)制提供理想的工具。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.3

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王青;薛曹葉;羊小海;王柯敏;;基于分子信標(biāo)和S1核酸酶檢測(cè)鋅離子的研究[J];化學(xué)傳感器;2010年04期

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本文編號(hào)：1266613