本文關(guān)鍵詞：黏度響應(yīng)的核苷類熒光分子的設(shè)計(jì)、合成及生物成像

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【摘要】：天然核苷類化合物不但是DNA或RNA的結(jié)構(gòu)片段,而且是許多酶活性調(diào)節(jié)物和代謝物的基本組成成分。因此,核苷分子是構(gòu)成有機(jī)小分子探針的良好骨架。國內(nèi)外許多課題組在進(jìn)行核苷類熒光探針的研究和開發(fā),并取得了一系列令人驚喜的成果,不僅為后續(xù)的研究提供了指導(dǎo),而且使得核苷類熒光探針在藥物化學(xué)、分析化學(xué)、生物化學(xué)和遺傳生物學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是,目前用于檢測黏度的核苷類熒光探針還鮮有報(bào)道。黏度是流體的一種重要的固有屬性,黏度的大小直接影響流體的流動(dòng)及其分散、傳熱等性能。而細(xì)胞黏度則是細(xì)胞是否正常的一項(xiàng)重要指標(biāo)。細(xì)胞黏度影響著細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸,信號(hào)的傳遞,蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子之間的相互作用和活性代謝產(chǎn)物(如活性氧和活性氮等物質(zhì))在細(xì)胞內(nèi)的擴(kuò)散。在同一細(xì)胞內(nèi)不同區(qū)域、不同細(xì)胞器的黏度值也不一樣。如果細(xì)胞黏度發(fā)生變化或者細(xì)胞內(nèi)某些區(qū)域的黏度發(fā)生變化,都將引發(fā)相應(yīng)的病變。如血細(xì)胞黏度增大,可引起高血壓和心腦血管疾病;線粒體黏度增大,細(xì)胞可能凋亡等。因此快速、準(zhǔn)確地檢測細(xì)胞內(nèi)的黏度變化具有重要的意義。我們設(shè)計(jì)合成了一系列對(duì)黏度響應(yīng)的核苷類熒光分子,它們分別為dABp-1、dAB p-2、dAB p-3、dAB p-4、d ABp-5和dAB p-6。這些分子都是以2'-脫氧腺苷為骨架,以各種取代的苯二吡咯氟硼類熒光團(tuán)(BODIPY)為發(fā)色團(tuán),通過三鍵把兩部分連接起來。在這些分子中,2'-脫氧腺苷作為能量的供體,BODIPY作為能量受體,能量通過三鍵在兩部分之間傳遞。當(dāng)環(huán)境中的黏度較小時(shí),BODIPY上連接苯環(huán)和二吡咯氟硼的碳碳單鍵轉(zhuǎn)動(dòng)較快,能量損失較大,當(dāng)黏度較小時(shí),連接臂兩端的基團(tuán)所在平面夾角較小,跨鍵能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)較弱,導(dǎo)致分子的長波長熒光強(qiáng)度減弱,短波長的熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。環(huán)境中的黏度增大,碳碳單鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)變慢,能量損失減少,連接臂兩端的基團(tuán)所在平面夾角變大,跨鍵能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)變強(qiáng),所以長波長的熒光強(qiáng)度增加,而短波長的熒光強(qiáng)度減弱。因此通過長波長和短波長的熒光強(qiáng)度的變化,就能檢測環(huán)境中的黏度變化。因?yàn)檫@些分子具有合適的水油兩親性(logP),所以它們能夠通過細(xì)胞膜而進(jìn)入細(xì)胞。此外,它們還具有高穩(wěn)定性、低細(xì)胞毒性和很好的抗干擾性,因此能夠在細(xì)胞成像中有很好的應(yīng)用。利用激光共聚焦顯微成像技術(shù),通過對(duì)不同溫度下的同一細(xì)胞成像中的熒光強(qiáng)度變化,或者通過正常細(xì)胞和建立的血栓模型細(xì)胞的熒光強(qiáng)度對(duì)比,來顯示細(xì)胞內(nèi)黏度的差異。同時(shí),由于分子中含有脫氧腺苷,能夠與細(xì)胞中的RNA通過氫鍵作用形成堿基對(duì),因此這類核苷熒光探針能夠檢測含RNA較多的區(qū)域的黏度。網(wǎng)織紅細(xì)胞是未成熟的紅細(xì)胞,與成熟的紅細(xì)胞不同,網(wǎng)織紅細(xì)胞中還含有RNA,具有黏度響應(yīng)的核苷熒光分子能夠通過與RNA的作用,檢測網(wǎng)織紅細(xì)胞的黏度,同時(shí)還能從血細(xì)胞中識(shí)別和篩選出網(wǎng)織紅細(xì)胞。本文為具有黏度響應(yīng)的核苷熒光分子的設(shè)計(jì)和性質(zhì)研究提供了一種新的方法,不僅對(duì)新型黏度熒光探針的設(shè)計(jì)和發(fā)展具有很好的指導(dǎo)作用,而且為由血液黏度變化引起的相應(yīng)的疾病的提前預(yù)警提供了一種可能。
【關(guān)鍵詞】：核苷熒光 細(xì)胞黏度 轉(zhuǎn)動(dòng) 網(wǎng)織紅細(xì)胞
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 研究背景9-23
• 1.1 核苷類熒光探針的研究意義9
• 1.2 核苷類熒光探針的研究進(jìn)展9-17
• 1.3 黏度的研究意義17
• 1.4 黏度響應(yīng)的有機(jī)小分子探針的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.5 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子課題的選題依據(jù)21-23
• 第二章 儀器、試劑和藥品23-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.2 試劑和藥品23-27
• 第三章 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子的設(shè)計(jì)、合成及生物成像27-75
• 3.1 引言27
• 3.2 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子的設(shè)計(jì)27-28
• 3.3 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子及其中間體的合成28-50
• 3.3.1 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子合成路線28-31
• 3.3.2 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子的合成步驟31-45
• 3.3.3 結(jié)構(gòu)表征45-50
• 3.4 黏度響應(yīng)的核苷熒光分子的性質(zhì)研究50-73
• 3.4.1 溶液的配制及光譜測試50-60
• 3.4.2 核磁滴定60-62
• 3.4.3 量子產(chǎn)率的計(jì)算62-63
• 3.4.4 細(xì)胞培養(yǎng)及細(xì)胞成像63-72
• 3.4.5 細(xì)胞篩選72
• 3.4.6 理論計(jì)算72-73
• 3.5 本章小結(jié)73-75
• 第四章 結(jié)論與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 附錄83-127
• 致謝127-129
• 發(fā)表論文和科研成果129-131

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本文編號(hào)：765969