生物體中的生物硫醇在細(xì)胞信號(hào)的轉(zhuǎn)換、傳遞、細(xì)胞死亡的調(diào)控、蛋白質(zhì)的合成、免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、維持生物體內(nèi)生理平衡和氧化還原平衡等方面中發(fā)揮著重要的作用。生物硫醇主要包括半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）,它們含量異常是多種疾病的重要信號(hào)。因此,開發(fā)快速準(zhǔn)確檢測(cè)生物硫醇的熒光探針具有重要的科學(xué)價(jià)值和生理意義。近年來(lái),熒光探針因其靈敏度高、選擇性好、成本低、操作方便、實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)備受科研工作者的關(guān)注。反應(yīng)型熒光探針是基于自身結(jié)合位點(diǎn)與被分析物發(fā)生特異性結(jié)合,從而產(chǎn)生熒光信號(hào),達(dá)到檢測(cè)的目的。在生物體內(nèi),反應(yīng)型熒光探針對(duì)生物細(xì)胞的損傷和干擾最小,而且可以準(zhǔn)確的對(duì)被檢測(cè)物質(zhì)進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)記,使得定量分析更加準(zhǔn)確。因此,反應(yīng)型熒光探針在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、光電信息科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。基于當(dāng)前研究熱潮,本文設(shè)計(jì)并合成了三種檢測(cè)生物硫醇的反應(yīng)型熒光探針（CN-NIR、Y-OH-NBD和F-OH-NBD）。通過(guò)紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、響應(yīng)時(shí)間、選擇性、抗干擾能力、適用的pH、檢測(cè)限、毒活性和細(xì)胞成像等實(shí)驗(yàn),對(duì)三個(gè)新探針的識(shí)別性能和生物應(yīng)用進(jìn)行了評(píng)估。主要內(nèi)容如下:第一... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

熒光探針的結(jié)構(gòu)和響應(yīng)示意圖

校?嗤?跫?掠胂赴?跤?0分鐘，再加入終濃度為40μM的探針另孵育30分鐘，用PBS緩沖液沖洗培養(yǎng)皿3次，然后重新加入培養(yǎng)液，在熒光顯微鏡下成像。外源硫醇檢測(cè)組：將1mM的NEM加入到培養(yǎng)液中，相同條件下與細(xì)胞孵育30分鐘，再用Cys(500μM)孵育30分鐘，再加入終濃度為40μM的探針另孵育30分鐘，用PBS緩沖液沖洗培養(yǎng)皿3次，重新加入培養(yǎng)液，在熒光顯微鏡下成像。2.3結(jié)果與討論2.3.1探針的紫外吸收光譜和熒光光譜分析首先，我們研究了探針CN-NIR(20μM)分別與Cys(200μM)、Hcy(200μM)、GSH(200μM)反應(yīng)的紫外吸收光譜。如圖2.1所示，探針CN-NIR自身在480nm處有明顯的吸收峰，加入Cys后，在610nm處出現(xiàn)了新的吸收峰，而Hcy和GSH沒有引起吸收光譜變化，說(shuō)明CN-NIR與Cys發(fā)生了反應(yīng)，生成了新的物質(zhì)。并且隨著Cys(0-200μM)濃度的不斷增加，480nm處吸收峰強(qiáng)度逐漸減弱，610nm處吸收峰強(qiáng)度逐漸增大，610nm和480nm(A610nm/A480nm)處的吸收比率與Cys濃度呈良好的線性關(guān)系(R2=0.996)，同時(shí)可以明顯的觀察到溶液的顏色由粉色變?yōu)樽仙�。說(shuō)明探針CN-NIR在可見光區(qū)可以有效地識(shí)別Cys。圖2.1(a)探針CN-NIR分別與Cys、Hcy、GSH的紫外吸收光譜；(b)探針與不同濃度的Cys反應(yīng)的紫外吸收光譜，插圖：探針加入Cys后的顏色變化；(c)探針與Cys反應(yīng)時(shí)610nm和480nm(A610nm/A480nm)處的吸收比率隨后檢測(cè)探針CN-NIR與Cys反應(yīng)的熒光光譜，如圖2.2所示。在600nm波長(zhǎng)激發(fā)下，探針CN-NIR溶液幾乎沒有熒光，這可能是酚羥基氧原子上的孤對(duì)電子轉(zhuǎn)移到處

生物硫醇熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及其性質(zhì)研究-22-于激發(fā)態(tài)的類花青素環(huán)，存在光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)(PET效應(yīng))，導(dǎo)致熒光淬滅。當(dāng)加入Cys后，630nm附近的近紅外熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，是因?yàn)镃ys與丙烯酸酯發(fā)生加成環(huán)化反應(yīng)而釋放出熒光基團(tuán)CN-OH，電子躍遷受阻，PET效應(yīng)消失使得熒光團(tuán)的熒光恢復(fù)。圖2.2探針CN-NIR與Cys反應(yīng)的熒光光譜(λex=600nm)為了研究探針CN-NIR對(duì)Cys檢測(cè)的靈敏度，進(jìn)行了熒光滴定實(shí)驗(yàn)。如圖2.3所示，隨著Cys濃度的增加，630nm處的熒光強(qiáng)度逐漸增加，當(dāng)Cys濃度為10當(dāng)量時(shí)，熒光強(qiáng)度達(dá)到最大值，并且熒光強(qiáng)度與Cys濃度(0-140μM)呈現(xiàn)良好線性關(guān)系(R2=0.991)；根據(jù)LOD=3σ/k，計(jì)算出探針CN-NIR對(duì)Cys的檢測(cè)限為1.03μM，該值遠(yuǎn)低于細(xì)胞中Cys的正常含量(30-200Μ)。如圖2.4所示，該過(guò)程還伴隨著溶液顏色的明顯變化，隨著Cys濃度增加溶液由紅色變成紫色，可以用于Cys裸眼識(shí)別。因此，探針CN-NIR可以靈敏的檢測(cè)活細(xì)胞中的Cys。圖2.3探針CN-NIR與不同濃度Cys(0-10當(dāng)量)反應(yīng)的熒光光譜，插圖：熒光強(qiáng)度與Cys濃度的線性關(guān)系(λex=600nm)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型熒光探針的合成及其對(duì)Ag+識(shí)別性能研究[J]. 付大勇,袁文靜,王偉.  化學(xué)世界. 2020(03)
[2]羅丹明類Fe3+熒光探針的合成及光譜性能的研究[J]. 胡偉,劉玉婕,田茂忠,白云峰,秦君,陳澤忠,侯靜,李尼浩,馮鋒.  化學(xué)試劑. 2019(12)
[3]含氟香豆素?zé)晒馓结樀暮铣杉捌錈晒庑阅苎芯縖J]. 陳曉冰,孫小強(qiáng),熊敏秋,席海濤.  化學(xué)通報(bào). 2010(10)
[4]對(duì)生物環(huán)境因素敏感的熒光探針[J]. 王可,馬會(huì)民.  化學(xué)進(jìn)展. 2010(08)
[5]識(shí)別金屬離子客體的熒光傳感開關(guān)的研究進(jìn)展[J]. 徐鳳波,李慶山,張正之,吳驪珠.  感光科學(xué)與光化學(xué). 2001(03)

博士論文
[1]新型功能化有機(jī)小分子熒光探針的制備及其性能與應(yīng)用研究[D]. 許龍斌.吉林大學(xué) 2019
[2]香豆素、螺吡喃和BODIPY類熒光染料的合成及性能研究[D]. 孟憲嬌.中北大學(xué) 2019

碩士論文
[1]生物活性硫小分子熒光探針的設(shè)計(jì)及生物成像應(yīng)用[D]. 解茜茜.山西大學(xué) 2019
[2]基于萘酰亞胺衍生物的H2S熒光探針[D]. 石旭蓉.山西大學(xué) 2019
[3]萘酰亞胺衍生物的合成及生物應(yīng)用[D]. 鄭加柱.大連理工大學(xué) 2019
[4]氯乙酰基類半胱氨酸熒光探針的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D]. 王倩倩.蘭州大學(xué) 2019
[5]幾種新型生物硫醇反應(yīng)型熒光探針的設(shè)計(jì)、合成與性能研究[D]. 俞岳文.南京師范大學(xué) 2018
[6]選擇性半胱氨酸小分子熒光探針的設(shè)計(jì)合成及檢測(cè)[D]. 陳夢(mèng)橋.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2017



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