發(fā)布時(shí)間：2024-04-08 03:04

　　生物熒光探針是功能材料的重要門(mén)類(lèi),在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究中起到重要作用。線粒體和細(xì)胞質(zhì)膜是極其重要的細(xì)胞器,在細(xì)胞的生命活動(dòng)中扮演重要角色。本論文的研究集中在以下方面:①在活性組織中直接、原位成像線粒體的熒光探針;②在活細(xì)胞中實(shí)時(shí)追蹤線粒體的熒光探針;③原位成像細(xì)胞質(zhì)膜的熒光探針;④同時(shí)、原位、雙色區(qū)別成像細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)脂筏與非脂筏兩種超微結(jié)構(gòu)的熒光探針。人工體外培養(yǎng)的細(xì)胞與組織中的原生態(tài)細(xì)胞有很大差異。因此,在組織中直接、原位成像線粒體能夠給出其更加本征、準(zhǔn)確的信息。特別是在線粒體疾病的臨床診斷中,觀察病人肌肉組織中的線粒體形態(tài)和數(shù)量是一個(gè)常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目。然而,由于組織中的成分比離體細(xì)胞更加復(fù)雜,對(duì)線粒體探針的選擇性提出了更高的要求,現(xiàn)有的線粒體熒光探針無(wú)法在組織中高選擇性地成像線粒體。為了解決這一問(wèn)題,我們提出利用“雙靶向基團(tuán)”提高探針選擇性的理念,在傳統(tǒng)陽(yáng)離子型線粒體探針上引入對(duì)線粒體內(nèi)膜具有靶向作用的十八碳長(zhǎng)烷基鏈,得到對(duì)線粒體具有超高選擇性的熒光探針Mito-MOI。其中,陽(yáng)離子鹽作為第一個(gè)靶向基團(tuán)與線粒體膜電位產(chǎn)生靜電相互作用,同時(shí)長(zhǎng)烷基鏈作為第二靶向基團(tuán),通過(guò)與磷脂的疏...

【文章頁(yè)數(shù)】：199 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    引言
    1.1 熒光過(guò)程與熒光顯微鏡
        1.1.1 單光子熒光過(guò)程與斯托克斯位移
        1.1.2 熒光顯微鏡與分光技術(shù)
        1.1.3 共聚焦顯微鏡與分光技術(shù)
        1.1.4 雙光子熒光過(guò)程與反斯托克斯位移
        1.1.5 雙光子熒光顯微鏡與分光技術(shù)
    1.2 熒光探針的識(shí)別機(jī)理
        1.2.1 熒光探針的作用
        1.2.2 光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(Photoinduced Electron Transfer, PET)
        1.2.3 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(Intramolecular charge transfer, ICT)
        1.2.4 熒光共振能量轉(zhuǎn)移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)
        1.2.5 激基締/復(fù)合物(excimers/exciplexes)
        1.2.6 激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(excited-state intramolecular proton transfer,ESIPT)
        1.2.7 聚集誘導(dǎo)發(fā)光(aggregation-induced emission,AIE)
    1.3 成像組織中線粒體探針的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 成像組織中線粒體的意義
        1.3.2 成像組織中線粒體探針的研究現(xiàn)狀
    1.4 線粒體追蹤型探針的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 追蹤線粒體的意義
        1.4.2 線粒體追蹤型探針的研究現(xiàn)狀
    1.5 成像細(xì)胞質(zhì)膜上脂筏/非脂筏微區(qū)探針的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 成像細(xì)胞質(zhì)膜上脂筏/非脂筏微區(qū)的意義
        1.5.2 基于黏度原理成像細(xì)胞質(zhì)膜上脂筏/非脂筏微區(qū)探針的研究現(xiàn)狀
        1.5.3 基于極性原理成像細(xì)胞質(zhì)膜上脂筏/非脂筏微區(qū)探針的研究現(xiàn)狀
        1.5.4 基于聚集/單體原理成像細(xì)胞質(zhì)膜上脂筏/非脂筏微區(qū)探針的研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新
    參考文獻(xiàn)
第二章 探針的合成與表征
    2.1 原位、高保真地成像組織中線粒體探針的合成與表征
    2.2 帶有長(zhǎng)烷基鏈的線粒體追蹤型探針的合成與表征
        2.2.1 ECPI-12的合成與表征
        2.2.2 IVPI-12的合成與表征
        2.2.3 ECPI-2的合成與表征
        2.2.4 IVPI-2的合成與表征
    2.3 雙光子細(xì)胞膜探針的合成與表征
    2.4 區(qū)分成像細(xì)胞膜上脂筏/非脂筏微區(qū)探針的合成與表征
        2.4.1 DSPI-18的合成與表征
        2.4.2 DSPI-12的合成與表征
第三章 帶有雙靶向基團(tuán)的線粒體探針用于原位高保真組織成像
    引言
    3.1 具有超高選擇性的線粒體探針的設(shè)計(jì)思路
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 紫外吸收譜與熒光發(fā)射譜的測(cè)試方法
        3.2.2 熒光量子產(chǎn)率的計(jì)算
        3.2.3 細(xì)胞培養(yǎng)和染色方法
        3.2.4 毒性測(cè)試
        3.2.5 活性組織染色
        3.2.6 熒光成像
    3.3 光物理性質(zhì)測(cè)試
    3.4 細(xì)胞成像及復(fù)染實(shí)驗(yàn)
    3.5 高分辨率成像線粒體內(nèi)膜
    3.6 在活細(xì)胞中快速、高保真地成像線粒體
    3.7 在活性組織中快速、高保真度地成像線粒體
    3.8 實(shí)時(shí)追蹤線粒體裂分的動(dòng)態(tài)過(guò)程
    3.9 光穩(wěn)定性和細(xì)胞毒性測(cè)試
    3.10 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 帶有長(zhǎng)烷基鏈的非反應(yīng)型線粒體追蹤探針及其在線粒體自噬觀測(cè)中的應(yīng)用
    引言
    4.1 非反應(yīng)型線粒體追蹤劑的設(shè)計(jì)思路
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 光物理性質(zhì)的測(cè)試方法
        4.2.2 熒光量子產(chǎn)率和雙光子吸收截面的計(jì)算
        4.2.3 細(xì)胞培養(yǎng)、染色方法和組織染色
        4.2.4 毒性測(cè)試
        4.2.5 熒光成像
    4.3 單光子光物理性質(zhì)
    4.4 復(fù)染實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 在活細(xì)胞中的復(fù)染實(shí)驗(yàn)
        4.4.2 在線粒體膜電位降低的活細(xì)胞中的復(fù)染實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 在固定細(xì)胞中的復(fù)染實(shí)驗(yàn)
    4.5 機(jī)理探討
    4.6 毒性測(cè)試
    4.7 雙光子測(cè)試
        4.7.1 雙光子光物理性質(zhì)測(cè)試
        4.7.2 雙光子細(xì)胞成像
        4.7.3 雙光子組織成像
    4.8 追蹤線粒體自噬
    4.9 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 雙光子細(xì)胞質(zhì)膜探針的設(shè)計(jì)、合成及其在生物成像中的應(yīng)用
    引言
    5.1 雙光子細(xì)胞質(zhì)膜探針的設(shè)計(jì)思路
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 紫外吸收譜與熒光發(fā)射譜的測(cè)試方法
        5.2.2 熒光量子產(chǎn)率和雙光子吸收截面的計(jì)算
        5.2.3 細(xì)胞培養(yǎng)和染色方法
        5.2.4 毒性測(cè)試
        5.2.5 熒光成像
    5.3 光物理性質(zhì)測(cè)試
        5.3.1 單光子光物理性質(zhì)測(cè)試
        5.3.2 雙光子光物理性質(zhì)測(cè)試
    5.4 單/雙光子成像
    5.5 ECPI-18與S-11348的共染實(shí)驗(yàn)和毒性實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 ECPI-18與S-11348的共染實(shí)驗(yàn)
        5.5.2 毒性實(shí)驗(yàn)
    5.6 ECPI-18與Hoechst33342和MTDR的多染實(shí)驗(yàn)
    5.7 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 區(qū)分成像細(xì)胞質(zhì)膜上脂筏/非脂筏微區(qū)的熒光探針
    引言
    6.1 探針設(shè)計(jì)思路
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.1 光物理性質(zhì)的測(cè)試方法
        6.2.2 熒光量子產(chǎn)率的計(jì)算
        6.2.3 細(xì)胞培養(yǎng)和染色方法
        6.2.4 囊泡的制備和染色
        6.2.5 實(shí)彩成像方法
        6.2.6 毒性測(cè)試
        6.2.7 熒光成像
    6.3 光物理性質(zhì)測(cè)試
    6.4 實(shí)彩成像人工囊泡上的脂筏/非脂筏微區(qū)
    6.5 探針對(duì)細(xì)胞質(zhì)膜的選擇性
    6.6 實(shí)彩成像細(xì)胞膜上的脂筏/非脂筏微區(qū)
    6.7 毒性測(cè)試
    6.8 DSPI-12和DSPI-18的內(nèi)在化研究
    6.9 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 工作展望:有待發(fā)展的新型熒光探針
        7.3.1 帶有雙靶向基團(tuán)的熒光探針
        7.3.2 單分子雙靶標(biāo)熒光探針
        7.3.3 靶向細(xì)胞器中的超微結(jié)構(gòu)的熒光探針
致謝
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
附錄
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3948386