本文關(guān)鍵詞：比率型有機小分子熒光探針的合成及生物成像應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 酸度 過氧亞硝基陰離子 比率熒光探針 細(xì)胞成像 活體成像

【摘要】：在細(xì)胞的諸多生物學(xué)過程中,如細(xì)胞增殖和凋亡、離子運輸、胞吞胞吐等,pH值都發(fā)揮著重要作用。某些細(xì)胞器內(nèi),如內(nèi)涵體和植物液泡,它們有著區(qū)別于組織液的pH范圍(大概在pH 4～6之間)。另如溶酶體,pH在4.5～5.5之間,有利于促進細(xì)胞代謝過程中蛋白的降解。通常細(xì)胞功能的失調(diào)與細(xì)胞pH值的異常密切相關(guān),并且細(xì)胞酸度異常與某些重大疾病如癌癥、老年癡呆等有著直接關(guān)系。因此,對細(xì)胞的pH進行有效監(jiān)測,提供有關(guān)pH變化的有效信息,有助于了解細(xì)胞的生理和病理變化過程,一直以來都得到研究者的關(guān)注�；钚宰杂苫诩�(xì)胞許多的生理病理過程中起著重要作用。細(xì)胞中產(chǎn)生的超氧陰離子(O_2~(·-))被認(rèn)為是呼吸鏈電子傳遞過程中產(chǎn)生的首種自由基,具有一定的氧化性和親核性。一氧化氮(NO)作為重要的信使分子,可快速透過生物膜擴散,在心、腦血管調(diào)節(jié)、神經(jīng)、免疫調(diào)節(jié)等方面有著十分重要的生物學(xué)作用。O_2~(·-)和NO在生物體內(nèi)通過反應(yīng)可以生成具有強氧化性和親核性的過氧亞硝基陰離子(ONOO~-)。研究表明ONOO~-的強氧化性質(zhì)使得蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等生物大分子發(fā)生變性,對機體造成不可逆的損傷,如心腦疾病的發(fā)生發(fā)展即與ONOO~-具有密切的關(guān)系。因此準(zhǔn)確測定ONOO~-的含量,對于在分子水平上解釋ONOO~-相關(guān)的損傷機制具有重要的意義�；跓晒馓结樀臒晒獬上穹椒ㄓ捎诰哂袩o損、可視化、原位等特點,在細(xì)胞及活體中生物活性物種的檢測中得到了廣泛應(yīng)用。在細(xì)胞及活體水平上對酸度或者ONOO~-進行熒光定量檢測,可以提供更精準(zhǔn)的生物學(xué)信息。然而由于生物樣品的非均質(zhì)性、儀器激發(fā)光源的波動、探針濃度的不均一性以及細(xì)胞泄漏等,單激發(fā)、單發(fā)射型的熒光探針不可避免的受到上述因素的影響,從而給出失真的物質(zhì)信息,進而影響到對生物體系信息的有效提取。所以,發(fā)展比率型熒光探針,不僅可以有效避免上述因素的干擾,而且對樣品的濃度波動可以給出定量的描述,從而保證了復(fù)雜生物環(huán)境下信息獲取的準(zhǔn)確性與有效性。本論文設(shè)計合成了兩種比率熒光探針,分別實現(xiàn)了細(xì)胞及活體內(nèi)pH值和ONOO~-的成像檢測。(一)以花菁熒光染料為母體,基于A-D-A結(jié)構(gòu)設(shè)計合成了三種近紅外pH比率熒光探針Et-CY、PPh3-CY和morpholine-CY。三種探針均呈現(xiàn)隨著pH值升高,長波處發(fā)射峰的熒光逐漸降低,短波處發(fā)射峰的熒光逐漸升高,兩個發(fā)射峰之間的位移相差240～260 nm,具有良好的發(fā)射光譜分辨性。探針選擇性好、低毒性。其中Et-CY能在細(xì)胞內(nèi)pH值4～8的范圍內(nèi)靈敏變化。以Et-CY實現(xiàn)了Hep G2細(xì)胞在乏氧及氧糖剝奪-再灌注過程中pH的變化成像及定量檢測,同時小鼠活體的pH熒光成像效果良好。所得結(jié)果為生物學(xué)研究提供了高光譜分辨率、寬響應(yīng)范圍的比率型酸度熒光探針。(二)以BODIPY為熒光團,偶聯(lián)半花菁,合成了選擇性響應(yīng)ONOO~-的比率熒光探針BODIPY-Ratio。ONOO~-存在時,BODIPY-Ratio共軛結(jié)構(gòu)中富電子的碳碳雙鍵被氧化性的ONOO~-打斷,呈現(xiàn)出長波處熒光強度降低,短波處熒光強度升高,熒光比值與ONOO~-的濃度呈良好的線性關(guān)系。BODIPY-Ratio對ONOO~-的響應(yīng)靈敏度高、選擇性好,成功用于細(xì)胞內(nèi)源性O(shè)NOO~-的比率成像,同時小鼠活體的熒光成像效果良好。所得結(jié)果為生物學(xué)研究提供了選擇性好、比率型的ONOO~-熒光探針。
【關(guān)鍵詞】：酸度 過氧亞硝基陰離子 比率熒光探針 細(xì)胞成像 活體成像
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-37
• 1 小分子熒光探針的識別原理10-11
• 1.1 光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機理（Photoinduced Electron Transfer，PET）10
• 1.2 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機理（Intramolecular Charge Transfer，，ICT）10
• 1.3 熒光共振能量轉(zhuǎn)移機理（ Fluorescence Resonance Energy Transfer ，F(xiàn)RET）10-11
• 1.4 激發(fā)單體-激基締合物機理（Monomer-Excimer）11
• 2 pH熒光分子探針的研究進展11-25
• 2.1 熒光增強型pH分子探針11-15
• 2.2 熒光比率型pH分子探針15-25
• 3 ONOO-熒光探針的研究進展25-32
• 參考文獻32-37
• 第二章 檢測細(xì)胞內(nèi)pH的近紅外比率熒光探針37-70
• 1 引言37-38
• 2 實驗部分38-48
• 2.1 儀器及試劑38-40
• 2.2 試劑純化40
• 2.3 探針的合成40-45
• 2.4 探針熒光光譜的測定45-48
• 3 結(jié)果與討論48-67
• 3.1 pH探針的光譜性質(zhì)考察48-55
• 3.2 干擾實驗55-56
• 3.3 共聚焦細(xì)胞成像實驗56-66
• 3.4 小鼠活體成像實驗66-67
• 4 小結(jié)67-68
• 參考文獻68-70
• 第三章 檢測細(xì)胞內(nèi)ONOO-的比率熒光探針的合成與應(yīng)用70-85
• 1 引言70-71
• 2 實驗部分71-77
• 2.1 儀器與試劑71-72
• 2.2 溶劑的純化72
• 2.3 BODIPY-Ratio的合成72-74
• 2.4 BODIPY-Ratio的熒光性質(zhì)考察74-77
• 3 結(jié)果與討論77-83
• 3.1 BODIPY-Ratio的熒光光譜性質(zhì)77-80
• 3.2 熒光干擾測試80
• 3.3 探針的MTT實驗80-81
• 3.4 BODIPY-Ratio的共聚焦成像實驗81-82
• 3.5 BODIPY-Ratio的小鼠活體成像實驗82-83
• 4 小結(jié)83-84
• 參考文獻84-85
• 附 合成產(chǎn)物譜圖85-97
• 作者發(fā)表的論文及參加的課題97-98
• 致謝98

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王姍姍;;小分子熒光探針在硫醇檢測中的最新研究進展[J];科技信息;2010年23期

2 向雨秘;龍少波;朱R

本文編號：848673