香豆素衍生物熒光探針的合成及其在生物成像中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2022-01-09 20:47
熒光探針由于具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高、操作方法簡(jiǎn)單,且可實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于生物成像研究領(lǐng)域。香豆素類化合物是一類廣泛分布于植物界的次生代謝物質(zhì),其基本母核結(jié)構(gòu)苯并吡喃本身無熒光特性。然而,當(dāng)7位或3、4位被某些取代基取代以后,就會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光信號(hào),且具有較高的熒光量子產(chǎn)率、較大的Stokes位移、光化學(xué)性可調(diào)節(jié)和光穩(wěn)定性較好等特點(diǎn),是一種理想的熒光傳感分子,被廣泛應(yīng)用于生物熒光傳感的研究。本論文采用化學(xué)反應(yīng)的方法,合成了具有細(xì)胞器靶向的3個(gè)香豆素類衍生物,為豐富香豆素類化合物熒光探針的制備及疾病診斷與治療的細(xì)胞成像觀察奠定和積累實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。具體內(nèi)容如下:第一部分基于ICT化學(xué)發(fā)光機(jī)理以4-(二乙氨基)水楊醛和4,6-二羥基-2-巰基嘧啶為原料,通過化學(xué)方法合成了一種香豆素衍生物熒光探針(8-(二乙氨基)-2-硫代氧雜-2,3-二氫-4H鉻[2,3-d]嘧啶-4-酮,探針2-1)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)連硫代巴比妥酸功能性基團(tuán)后,該探針能快速特異性地與細(xì)胞膜上GABAA受體中巴比妥酸位點(diǎn)結(jié)合,能長(zhǎng)時(shí)間對(duì)多種活體細(xì)胞膜進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光成像。與商業(yè)染料DiI相比,該熒光探針具有合成方...
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?tict類化合物熒光發(fā)射原理??
?第一章緒論???者之間的距離大小為7-10?nm,當(dāng)二者之間距離進(jìn)一步增加時(shí),其相應(yīng)的FRET??效應(yīng)也會(huì)進(jìn)一步減弱。??Zhao課題組將香豆素分子與TCF相結(jié)合形成一個(gè)新的熒光探針分子CPT用??于特異性檢測(cè)亞硫酸氫鹽(HSCV)?[21]。該響應(yīng)機(jī)制(如圖1.4所示)主要是由??于與目標(biāo)檢測(cè)物發(fā)生反應(yīng)后阻斷體系中相應(yīng)的FRET效應(yīng),從而產(chǎn)生較大的??Stocks位移(162?nm),這種現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的原因來自于目標(biāo)物對(duì)化合物中雙鍵的加??成。未反應(yīng)前,香豆素本身和TCF結(jié)構(gòu)之間存在相互干擾,致使TCF受體在香??豆素的激發(fā)下產(chǎn)生紅色熒光信號(hào),加入HSCV后破壞體系中的碳碳雙鍵,此時(shí)香??豆素供體向TCF受體轉(zhuǎn)移能量過程被打斷,體系在相同激發(fā)波長(zhǎng)下僅顯示出香??豆素本身的熒光發(fā)射信號(hào)。??N?.人、??N?HSO,?>?-'-N?:'-N?'?CN??Em=470?nm?巧零。>?cn?Em=470?nm?s?h?+〇?—??Em=632?nm??圖1.4探針分子CPT對(duì)目標(biāo)物HSCV的傳感機(jī)理??1.1.4激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)效應(yīng)??該機(jī)理主要是指當(dāng)熒光探針分子被特定的光所激發(fā)后,達(dá)到激發(fā)態(tài)的分子內(nèi)??部相鄰的質(zhì)子給體與質(zhì)子受體之間發(fā)生的相應(yīng)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。與電子轉(zhuǎn)移相比??較而言,此效應(yīng)發(fā)生的速度更快,一般在幾到幾十皮秒內(nèi)即可完成。它在自然界??中廣泛存在,屬于生物過程當(dāng)中比較基本的質(zhì)子轉(zhuǎn)移方式,據(jù)文獻(xiàn)記載[22_24],具??有ESIPT效應(yīng)的化合物較多。一般而言,具有該性質(zhì)的化合物具有高熒光強(qiáng)度、??大的Stocks位移以及良好的光穩(wěn)定性等特性,因此這類化合物可以被應(yīng)用于熒?
?第一章緒論???x^cS^?zvw?/vV??HO人廣。人。一"_?,0人廣0人0??Q''N^??SyNH?SyNH??nh2?nh2??圖1.5香豆素衍生物檢測(cè)Zn2+或Fe3+的傳感機(jī)理??1.1.5聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)效應(yīng)??一般情況下,當(dāng)小分子探針處于稀溶液中時(shí)具有一定的熒光強(qiáng)度,但當(dāng)濃度??逐漸增加時(shí)會(huì)出現(xiàn)熒光大幅減弱甚至無熒光現(xiàn)象,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因主要是分子??濃度的增加伴隨著相應(yīng)聚集體的生成,此時(shí)大多數(shù)探針會(huì)發(fā)生熒光猝滅,這種現(xiàn)??象我們稱之為聚集誘導(dǎo)猝滅(Aggregation-Caused?Quenching,ACQ)效應(yīng),造成??這種結(jié)果主要是因?yàn)榉肿又g發(fā)生相互作用導(dǎo)致非輻射能量的轉(zhuǎn)換;而與之現(xiàn)象??相反的是,某些化合物在較稀的溶液中無熒光,當(dāng)聚集體一旦形成后體系的熒光??強(qiáng)度會(huì)大幅度增加,此現(xiàn)象即為聚集誘導(dǎo)發(fā)光(Aggregation-Induced?Emission,??AIE)效應(yīng)[26],該類分子之所以在聚集態(tài)具有較強(qiáng)的熒光,是因?yàn)榇藸顟B(tài)下會(huì)在??一定程度上限制分子的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng),進(jìn)一步使非輻射躍遷減弱,從而增強(qiáng)相應(yīng)的??熒光信號(hào),該類發(fā)光材料在生物成像[27]及疾病診斷治療方面被廣泛應(yīng)用[2W2]。??如圖1.6中的化合物所示,是己被報(bào)道的具有AIE性質(zhì)的小分子熒光探針??[33]。與大多數(shù)熒光團(tuán)不同,由于分子內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng),該化合物在溶液中的熒??光幾乎完全猝滅?,當(dāng)處于聚集狀態(tài)時(shí),由于激發(fā)途徑被抑制導(dǎo)致熒光信號(hào)的增??強(qiáng)。在含有80%DMSO的溶液中,相應(yīng)熒光團(tuán)的發(fā)射被完全抑制,但是隨著體??系中H20含量的增加或Hg2+的加入使得化合物在500?nm處的熒光
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于3-羥基黃酮的pH熒光探針合成及線粒體靶向熒光成像[J]. 王超,楊方舟,吉鵬博,王婷婷,馬養(yǎng)民. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]基于激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)和聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)活性的菲并咪唑Fe3+熒光探針及細(xì)胞成像研究[J]. 何玉倩,趙冰,闞偉,王麗艷,宋波,殷廣明,畢野,陳書文. 有機(jī)化學(xué). 2019(11)
[3]線粒體定位雙光子熒光探針用于小鼠大腦炎癥過程中H2O2的檢測(cè)[J]. 翟保評(píng),郝瑞林,何軍,胡偉,劉志洪. 分析科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[4]溶酶體熒光探針的種類及特點(diǎn)概述[J]. 程春艷,江鑫梅,田豐收,李艷霞,朱超勝,楊志廣. 生物學(xué)教學(xué). 2019(04)
[5]聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料在生物成像、疾病診斷及治療的應(yīng)用[J]. 江美娟,郭子健,唐本忠. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(22)
[6]基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光熒光探針的細(xì)胞成像研究進(jìn)展[J]. 王濤,馬拉毛草,馬恒昌. 應(yīng)用化學(xué). 2018(10)
[7]用于細(xì)胞核成像的2,7-BHVC雙光子熒光探針[J]. 賈鵬飛,劉恒,張?jiān)t,劉鑫,趙寧,于曉強(qiáng). 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]一種用于細(xì)胞核成像的新型雙光子熒光探針[J]. 劉鑫,劉恒,賈鵬飛,張波,王軍杰,趙寧,張?jiān)t,于曉強(qiáng). 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
博士論文
[1]超分辨顯微技術(shù)示蹤線粒體與溶酶體相互作用研究方法的建立及其在藥物評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[D]. 陳啟鑫.山東大學(xué) 2019
[2]靶標(biāo)可轉(zhuǎn)換型線粒體膜電位熒光指示劑及單分子/雙靶標(biāo)熒光探針的研制[D]. 李學(xué)晨.山東大學(xué) 2019
碩士論文
[1]基于ICT效應(yīng)的pH熒光探針的制備及其在細(xì)胞成像中的研究[D]. 林博.山西大學(xué) 2019
[2]溶酶體靶向熒光探針的設(shè)計(jì)、合成和應(yīng)用[D]. 石榮廣.南京大學(xué) 2019
[3]二氧化硫衍生物及細(xì)胞核熒光探針的設(shè)計(jì)合成及細(xì)胞成像[D]. 李琛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[4]線粒體和溶酶體靶向的咔唑基微環(huán)境雙光子熒光探針的研究[D]. 方國(guó)順.安徽大學(xué) 2019
[5]咔唑基溶酶體靶向的雙光子pH熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及性能研究[D]. 候立玲.安徽大學(xué) 2019
[6]溶酶體、線粒體靶向定位的雙光子極性熒光探針[D]. 江嘉誠(chéng).安徽大學(xué) 2017
[7]基于FRET機(jī)理的pH熒光探針的設(shè)計(jì)合成及真菌細(xì)胞pHi成像[D]. 李冉.第二軍醫(yī)大學(xué) 2017
[8]聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光探針在活細(xì)胞成像和MicroRNA-21檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 張夢(mèng)詩(shī).華中科技大學(xué) 2016
[9]細(xì)胞器靶向熒光探針的設(shè)計(jì)及應(yīng)用于NO和H2O2的檢測(cè)與成像分析[D]. 伍偉.湖南大學(xué) 2016
本文編號(hào):3579415
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?tict類化合物熒光發(fā)射原理??
?第一章緒論???者之間的距離大小為7-10?nm,當(dāng)二者之間距離進(jìn)一步增加時(shí),其相應(yīng)的FRET??效應(yīng)也會(huì)進(jìn)一步減弱。??Zhao課題組將香豆素分子與TCF相結(jié)合形成一個(gè)新的熒光探針分子CPT用??于特異性檢測(cè)亞硫酸氫鹽(HSCV)?[21]。該響應(yīng)機(jī)制(如圖1.4所示)主要是由??于與目標(biāo)檢測(cè)物發(fā)生反應(yīng)后阻斷體系中相應(yīng)的FRET效應(yīng),從而產(chǎn)生較大的??Stocks位移(162?nm),這種現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的原因來自于目標(biāo)物對(duì)化合物中雙鍵的加??成。未反應(yīng)前,香豆素本身和TCF結(jié)構(gòu)之間存在相互干擾,致使TCF受體在香??豆素的激發(fā)下產(chǎn)生紅色熒光信號(hào),加入HSCV后破壞體系中的碳碳雙鍵,此時(shí)香??豆素供體向TCF受體轉(zhuǎn)移能量過程被打斷,體系在相同激發(fā)波長(zhǎng)下僅顯示出香??豆素本身的熒光發(fā)射信號(hào)。??N?.人、??N?HSO,?>?-'-N?:'-N?'?CN??Em=470?nm?巧零。>?cn?Em=470?nm?s?h?+〇?—??Em=632?nm??圖1.4探針分子CPT對(duì)目標(biāo)物HSCV的傳感機(jī)理??1.1.4激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)效應(yīng)??該機(jī)理主要是指當(dāng)熒光探針分子被特定的光所激發(fā)后,達(dá)到激發(fā)態(tài)的分子內(nèi)??部相鄰的質(zhì)子給體與質(zhì)子受體之間發(fā)生的相應(yīng)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。與電子轉(zhuǎn)移相比??較而言,此效應(yīng)發(fā)生的速度更快,一般在幾到幾十皮秒內(nèi)即可完成。它在自然界??中廣泛存在,屬于生物過程當(dāng)中比較基本的質(zhì)子轉(zhuǎn)移方式,據(jù)文獻(xiàn)記載[22_24],具??有ESIPT效應(yīng)的化合物較多。一般而言,具有該性質(zhì)的化合物具有高熒光強(qiáng)度、??大的Stocks位移以及良好的光穩(wěn)定性等特性,因此這類化合物可以被應(yīng)用于熒?
?第一章緒論???x^cS^?zvw?/vV??HO人廣。人。一"_?,0人廣0人0??Q''N^??SyNH?SyNH??nh2?nh2??圖1.5香豆素衍生物檢測(cè)Zn2+或Fe3+的傳感機(jī)理??1.1.5聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)效應(yīng)??一般情況下,當(dāng)小分子探針處于稀溶液中時(shí)具有一定的熒光強(qiáng)度,但當(dāng)濃度??逐漸增加時(shí)會(huì)出現(xiàn)熒光大幅減弱甚至無熒光現(xiàn)象,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因主要是分子??濃度的增加伴隨著相應(yīng)聚集體的生成,此時(shí)大多數(shù)探針會(huì)發(fā)生熒光猝滅,這種現(xiàn)??象我們稱之為聚集誘導(dǎo)猝滅(Aggregation-Caused?Quenching,ACQ)效應(yīng),造成??這種結(jié)果主要是因?yàn)榉肿又g發(fā)生相互作用導(dǎo)致非輻射能量的轉(zhuǎn)換;而與之現(xiàn)象??相反的是,某些化合物在較稀的溶液中無熒光,當(dāng)聚集體一旦形成后體系的熒光??強(qiáng)度會(huì)大幅度增加,此現(xiàn)象即為聚集誘導(dǎo)發(fā)光(Aggregation-Induced?Emission,??AIE)效應(yīng)[26],該類分子之所以在聚集態(tài)具有較強(qiáng)的熒光,是因?yàn)榇藸顟B(tài)下會(huì)在??一定程度上限制分子的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng),進(jìn)一步使非輻射躍遷減弱,從而增強(qiáng)相應(yīng)的??熒光信號(hào),該類發(fā)光材料在生物成像[27]及疾病診斷治療方面被廣泛應(yīng)用[2W2]。??如圖1.6中的化合物所示,是己被報(bào)道的具有AIE性質(zhì)的小分子熒光探針??[33]。與大多數(shù)熒光團(tuán)不同,由于分子內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng),該化合物在溶液中的熒??光幾乎完全猝滅?,當(dāng)處于聚集狀態(tài)時(shí),由于激發(fā)途徑被抑制導(dǎo)致熒光信號(hào)的增??強(qiáng)。在含有80%DMSO的溶液中,相應(yīng)熒光團(tuán)的發(fā)射被完全抑制,但是隨著體??系中H20含量的增加或Hg2+的加入使得化合物在500?nm處的熒光
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于3-羥基黃酮的pH熒光探針合成及線粒體靶向熒光成像[J]. 王超,楊方舟,吉鵬博,王婷婷,馬養(yǎng)民. 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]基于激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)和聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)活性的菲并咪唑Fe3+熒光探針及細(xì)胞成像研究[J]. 何玉倩,趙冰,闞偉,王麗艷,宋波,殷廣明,畢野,陳書文. 有機(jī)化學(xué). 2019(11)
[3]線粒體定位雙光子熒光探針用于小鼠大腦炎癥過程中H2O2的檢測(cè)[J]. 翟保評(píng),郝瑞林,何軍,胡偉,劉志洪. 分析科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[4]溶酶體熒光探針的種類及特點(diǎn)概述[J]. 程春艷,江鑫梅,田豐收,李艷霞,朱超勝,楊志廣. 生物學(xué)教學(xué). 2019(04)
[5]聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料在生物成像、疾病診斷及治療的應(yīng)用[J]. 江美娟,郭子健,唐本忠. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(22)
[6]基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光熒光探針的細(xì)胞成像研究進(jìn)展[J]. 王濤,馬拉毛草,馬恒昌. 應(yīng)用化學(xué). 2018(10)
[7]用于細(xì)胞核成像的2,7-BHVC雙光子熒光探針[J]. 賈鵬飛,劉恒,張?jiān)t,劉鑫,趙寧,于曉強(qiáng). 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]一種用于細(xì)胞核成像的新型雙光子熒光探針[J]. 劉鑫,劉恒,賈鵬飛,張波,王軍杰,趙寧,張?jiān)t,于曉強(qiáng). 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
博士論文
[1]超分辨顯微技術(shù)示蹤線粒體與溶酶體相互作用研究方法的建立及其在藥物評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[D]. 陳啟鑫.山東大學(xué) 2019
[2]靶標(biāo)可轉(zhuǎn)換型線粒體膜電位熒光指示劑及單分子/雙靶標(biāo)熒光探針的研制[D]. 李學(xué)晨.山東大學(xué) 2019
碩士論文
[1]基于ICT效應(yīng)的pH熒光探針的制備及其在細(xì)胞成像中的研究[D]. 林博.山西大學(xué) 2019
[2]溶酶體靶向熒光探針的設(shè)計(jì)、合成和應(yīng)用[D]. 石榮廣.南京大學(xué) 2019
[3]二氧化硫衍生物及細(xì)胞核熒光探針的設(shè)計(jì)合成及細(xì)胞成像[D]. 李琛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[4]線粒體和溶酶體靶向的咔唑基微環(huán)境雙光子熒光探針的研究[D]. 方國(guó)順.安徽大學(xué) 2019
[5]咔唑基溶酶體靶向的雙光子pH熒光探針的設(shè)計(jì)、合成及性能研究[D]. 候立玲.安徽大學(xué) 2019
[6]溶酶體、線粒體靶向定位的雙光子極性熒光探針[D]. 江嘉誠(chéng).安徽大學(xué) 2017
[7]基于FRET機(jī)理的pH熒光探針的設(shè)計(jì)合成及真菌細(xì)胞pHi成像[D]. 李冉.第二軍醫(yī)大學(xué) 2017
[8]聚集誘導(dǎo)發(fā)光的熒光探針在活細(xì)胞成像和MicroRNA-21檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 張夢(mèng)詩(shī).華中科技大學(xué) 2016
[9]細(xì)胞器靶向熒光探針的設(shè)計(jì)及應(yīng)用于NO和H2O2的檢測(cè)與成像分析[D]. 伍偉.湖南大學(xué) 2016
本文編號(hào):3579415
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