【摘要】：生物體內(nèi)存在著大量的小分子活性物種,如活性氧、活性氮和活性硫等,它們具有非常重要的生理作用。而考慮到生物體生理調(diào)控過程的高度復(fù)雜性,這些活性物種中兩者甚至多者之間也可能存在必要的協(xié)同作用。熒光探針在這些活性物種的研究中正逐步顯現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。因此,在設(shè)計單一活性物種響應(yīng)的高選擇性、高靈敏度的的熒光探針分子的同時,發(fā)展兩種活性物種交互響應(yīng)的熒光探針分子對于這些活性物種參與的調(diào)控研究就顯得十分必要了。此外,針對于體內(nèi)某些活性物種的化學(xué)干預(yù)調(diào)控,在腫瘤治療上也有著積極的意義。光動力治療是一種利用光敏劑分子在光激發(fā)下,誘導(dǎo)癌細胞內(nèi)單線態(tài)氧的大量產(chǎn)生,從而達到治療目的的腫瘤治療手段。設(shè)計新型、高效、靶向性強的光敏劑對于推動光動力治療的發(fā)展十分有益。對此,本論文工作主要分為以下四個部分:第一部分,采用一苯并噻二唑為母核的“把手”分子,研究了其對H2O2-H2S交互響應(yīng)過程。超高液相色譜分析發(fā)現(xiàn)該響應(yīng)過程十分高效,最終生成一種結(jié)構(gòu)明確的熒光產(chǎn)物。對反應(yīng)機制的研究發(fā)現(xiàn),過程可通過活性硫自由基介導(dǎo)的分子內(nèi)氧化還原迅速完成。此外,針對“把手”分子的靶向三苯基膦鹽修飾,設(shè)計合成了首個具有線粒體靶向的H2O2-H2S交互響應(yīng)的熒光探針分子并對細胞線粒體內(nèi)共存的H2O2和H2S分子實現(xiàn)了熒光成像研究。第二部分,將上述具有H202-H2S交互響應(yīng)的“把手”分子通過炔鍵連接至羅丹明分子上,構(gòu)建了一種響應(yīng)更靈敏、熒光效率更高的H2O2-H2S交互響應(yīng)熒光探針。理論計算表明該探針熒光響應(yīng)過程是通過高效的跨鍵能量轉(zhuǎn)移機制實現(xiàn)的。設(shè)計的探針小分子具有斯托克斯位移大(170 nm)、響應(yīng)選擇性高、生物相容性好等諸多優(yōu)點。激光共聚焦成像觀察發(fā)現(xiàn),該探針分子同樣具備高效的線粒體靶向性,同時可實現(xiàn)對線粒體內(nèi)低濃度的H202和H2S分子交互熒光響應(yīng)。第三部分,設(shè)計并合成了一種新型基于S-烷基硫代氨基甲酸酯氧化水解的次氯酸熒光探針。由于該探針分子合成使用的亞甲基藍熒光團,處于S-烷基硫代酯鎖定的還原態(tài),因此探針分子本身沒有近紅外吸收和發(fā)射。當(dāng)與次氯酸作用后,硫酯鍵發(fā)生氧化水解,亞甲基藍釋放出來,整個過程呈現(xiàn)出高達1700倍的熒光增幅響應(yīng)。此外,探針分子表現(xiàn)出十分優(yōu)秀的選擇性。除了不受體內(nèi)常見的其他的活性氧物種、活性氮物種、氨基酸、巰基化合物、離子等干擾外,探針分子對重金屬離子如Hg2+、Ag+、Pb2+等也表現(xiàn)出很強的惰性。通過in vitro成像實驗也表明,設(shè)計的探針分子對細胞內(nèi)外源性或內(nèi)源性次氯酸表現(xiàn)出很高的熒光響應(yīng)能力。第四部分,基于細胞內(nèi)單線態(tài)氧的化學(xué)干預(yù)調(diào)控,設(shè)計合成了一種新型的三苯基膦鹽修飾的D-A-D型共軛寡聚物光敏劑分子,并將其成功的運用于線粒體靶向的光動力治療中。該光敏劑分子具有較好的水溶性和較高的單線態(tài)氧量子產(chǎn)率(0.64)。同時,在HeLa細胞中,表現(xiàn)出良好的線粒體靶向性。在細胞毒性測試中,發(fā)現(xiàn)該分子顯示出很低的暗毒性。相反,正常氧濃度和乏氧(5%O2)下,以非常低的光功率下(16 mW/cm2)光照3-5分鐘,便可高達95%左右的細胞殺傷能力。此外,光敏劑分子也表現(xiàn)出良好的雙光子-成像及光動力效果。這些突出效果,也表明該類型的光敏劑具有廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

熒光探針分子通常由焚光團、識別受體部分（ｒｅｃｅｐｔｏｒ）和間隔基團（ｓｐａｃｅｒ）逡逑三部分組成，，其中廣泛應(yīng)用的有機小分子熒光團有香豆素、萘二酰亞胺、氟硼吡逡逑咯（Ｂｏｄｉｐｙ）、熒光素、羅丹明、卟啉、酞菁和花菁染料等（圖１．１）。２５＿２７逡逑ｒ逡逑八八Ｒ邐？人ｚ邐ＶＳ靡產(chǎn)＾逡逑ｒｎｈ＃茫悖錚]3?■邋ｓ邋￣逡逑＜ｙＴ0／邐Ｃｉ＾邐ＣＴＯ逡逑６ｉ邐ｂ0５邋ｒｗ＇ｉ逡逑萘二酰亞胺邐熒光素邐栤琳邐花

本文編號：2709613