【摘要】：近些年來,熒光探針在分析物檢測中具有操作簡單、選擇性高、生物相容性好等諸多優(yōu)點,并且可借助共聚焦成像技術于細胞、組織甚至活體內(nèi)對分析物進行原位、可視化的實時追蹤成像,受到了化學工作者廣泛的關注。巰基氨基酸,例如谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)和同型半胱氨酸(Hcy)等,是生物體內(nèi)一類重要的活性硫醇物質(zhì),在維持生命系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境的氧化還原平衡狀態(tài)等生理功能方面起著至關重要的作用。例如GSH的含量異常可能會引起肝損傷、癌癥、艾滋等疾病;Cys的代謝紊亂則會導致水腫、嗜睡等一系列癥狀;而Hcy是人最重要的健康指標之一,其含量過高會降低免疫力、加速衰老,引發(fā)心血管等疾病。然而,由于這三種巰基氨基酸結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性,使得特異性、可視化區(qū)分某一種巰基物種仍然存在困難。基于此,本論文在前人研究工作基礎之上構(gòu)建了四個選擇性識別某種巰基氨基酸(Cys或GSH)的熒光探針分子,并對它們的光學性質(zhì)、識別機理、生物成像應用等進行了研究,具體內(nèi)容如下:1、根據(jù)識別基團的不同綜述了近些年來選擇性檢測某種巰基氨基酸(GSH、Cys或Hcy)熒光探針的研究進展;2、構(gòu)建了一個以半花菁染料為熒光基團的長波長半胱氨酸熒光探針Ⅱ-1。該探針可實現(xiàn)對Cys的快速、高選擇性、比色和比率檢測而不受其它巰基氨基酸如GSH和Hcy的干擾,并能夠應用于活細胞中內(nèi)源性和外源性Cys的選擇性、雙通道可視化熒光成像(綠色和紅色熒光通道);3、構(gòu)建了兩個基于萘酰亞胺熒光基團的谷胱甘肽熒光探針Ⅲ-1和Ⅲ-2。兩個探針均能實現(xiàn)對GSH的高選擇性、Turn-on熒光識別,而且動力學測試表明對離去基團的氧化還能提高探針與GSH的反應速率,并都能夠應用于活細胞中內(nèi)源性和外源性GSH的專一性、可視化熒光成像。此外,兩個探針分子均對外源性次氯酸鈉存在氧化應激響應;4、對探針Ⅲ-1和Ⅲ-2進行雙邊氧化構(gòu)建了比率型谷胱甘肽熒光探針Ⅳ-1。該探針可實現(xiàn)對GSH的高選擇性、比率型檢測,并能夠應用于活細胞中內(nèi)源性和外源性GSH的特異性、雙通道可視化熒光成像(藍色和綠色熒光通道)。此外,與GSH作用后的探針還能被過量GSH還原。這種氧化的策略將為以后熒光探針分子的設計提供一種新的設計思路。
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O657.3
【圖文】：

１．２．２熒光探針的組成逡逑—般來說，突光探針分子主要由識別基團（Ｒｅｃｅｐｔｏｒ）、連接基團（Ｌｉｎｋｅｒ）以逡逑及焚光基團（Ｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅ）三部分組成［７，８］，如圖１．２所示。逡逑Ａｎａｌｙｔｅｓ逡逑Ｒｅｃｅｐｔｏｒ逡逑圖１．２熒光探針的結(jié)構(gòu)逡逑（１）識別基團逡逑識別基團能夠和被分析物特異性地結(jié)合或者發(fā)生化學反應，從而使探針分子所逡逑處的化學環(huán)境發(fā)生改變，決定著探針分子的特異性和選擇性。其中識別基團能夠和逡逑被分析物形成共價鍵，或者以氫鍵、配位鍵、靜電引力等弱作用力相互作用，甚至逡逑還可以形成二聚或多聚的超分子自組裝體系，進而達到特異性識別被分析物的目的。逡逑２逡逑

能量有一部分需要通過內(nèi)轉(zhuǎn)換、振動弛豫等方就低于開始吸收的能量，這在我們看到的光譜光的波長。逡逑Ｓ３邋－邋ｔ邋－邋；邐邐逡逑：Ｉｎｔｅｒｎａｌ逡逑ｉ邋ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ逡逑２邐八NB邐￣邋Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ逡逑１邐？＇／邐ｃｒｏｓｓｉｎｇ逡逑一 Ｔ、＇－、？邋ｎ逡逑Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ逡逑Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ逡逑Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃ邋：逡逑ａ邐ｉ邐ｉ邐逡逑Ｓｏ邋ｉ邐＾邋ｆ邐＇ｆ—逡逑１．邋１焚光和磷光的產(chǎn)生過程（Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ能級圖）逡逑成逡逑光探針分子主要由識別基團（Ｒｅｃｅｐｔｏｒ）、連接ｏｐｈｏｒｅ）三部分組成［７，８］，如圖１．２所示。逡逑

１．４．１選擇性識別ＧＳＨ類焚光探針研究進展逡逑（一）加成反應機制逡逑由于基強的親核性，能和不飽和鍵如碳碳雙鍵、三鍵等發(fā)生加成反應破壞分逡逑子的共軛體系，進而誘發(fā)熒光團熒光信號的改變以達到宏觀地識別和檢測，因此這逡逑種利用巰基和不飽和鍵加成的反應機制常被用于硫醇類熒光探針分子的構(gòu)建。其中逡逑常用的不飽和鍵受體有ａ，ｐ－不飽和醛、ａ，ｐ－不飽和酮、馬來酰亞胺、硝基乙烯基、逡逑丙烯酰酯等等，其中以雙鍵為例的加成反應原理如圖１．６所示。雖然這類探針現(xiàn)在逡逑發(fā)展的比較成熟，但是這些識別受體仍然很難特異性區(qū)分某一種巰基物種，大多只逡逑是檢測含巰基物種的總量。逡逑ＳＲ逡逑＿ｒｓｈ＾，馨ｒ＾Ｒ．逡逑圖１．邋６巰基和ａ，ｐ－不飽和雙鍵的加成機制逡逑（１）與ａ，ｐ－不飽和酮的加成反應逡逑自從２００６年Ｃｈａｋｒａｂｏｒｔｉ及其合作者發(fā)現(xiàn)巰基可與ａ，ｐ＿不飽和嗣在室溫水溶液逡逑

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