本文關(guān)鍵詞：基于ESIPT機理的次硝酸、半胱氨酸分子熒光探針的合成及其性能研究

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【摘要】：激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)是指分子受激發(fā)后,分子內(nèi)的質(zhì)子通過分子內(nèi)氫鍵,轉(zhuǎn)移到鄰近的原子上,形成互變異構(gòu)體的過程。ESIPT分子受激發(fā)后,會發(fā)生瞬時電子的排布和弛豫,使ESIPT分子的吸收光譜和熒光發(fā)射光譜之間具有較大的Stokes位移,可有效消除因自吸收導(dǎo)致的熒光猝滅,從而大大提高了檢測精度。因此,ESIPT化合物是一類理想的分子熒光探針材料。分子熒光探針是利用熒光信號表達分子識別事件的一類分子,它具有選擇性好、靈敏度高、操作簡單、原位實時檢測等優(yōu)點。與顯微鏡成像技術(shù)相結(jié)合,分子熒光探針可實現(xiàn)對生物體內(nèi)活性小分子的研究。次硝酸和半胱氨酸是生物體內(nèi)重要的活性小分子,它們在許多生理和病理過程中都具有重要的作用。發(fā)展能高效檢測次硝酸和半胱氨酸的熒光探針,檢測它們在生物體內(nèi)的分布及水平波動,對預(yù)防疾病和臨床醫(yī)學(xué)研究均有重要意義。本文的研究工作是設(shè)計ESIPT熒光染料,構(gòu)建具有重要生物意義的次硝酸熒光探針和半胱氨酸熒光探針。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)基于許多己報道的次硝酸熒光探針存在選擇性差和易受其他生物還原性物質(zhì)干擾等問題,利用次硝酸與三苯基膦的特異性反應(yīng)位點,構(gòu)建了第一個基于ESIPT機理的比率型次硝酸熒光探針HBT-HNO。探針以2-(2’-羥基苯基)苯并噻唑(HBT)為熒光團,2-(二苯基膦基)苯甲酯為識別基團。HBT-HNO對次硝酸表現(xiàn)出較高的靈敏度和較好的選擇性。HBT-HNO還具有良好的膜通透性,能對細胞內(nèi)的次硝酸進行成像研究。(2)針對許多已報道的半胱氨酸熒光探針不能特異性檢測Cys的問題,合成了菲咪唑衍生物,以此衍生物為熒光團,不飽和丙烯酸酯為識別基團,設(shè)計了一個基于ESIPT機理的半胱氨酸熒光探針PI-Cys。PI-Cys對Cys表現(xiàn)出較高的靈敏度和較好的選擇性,并能將Cys與Hcy和GSH有效區(qū)分,實現(xiàn)了對Cys的特異性檢測。細胞成像實驗證明PI-Cys能穿透細胞膜并能對細胞內(nèi)的Cys進行成像研究。
【關(guān)鍵詞】：熒光探針 ESIPT 次硝酸 半胱氨酸
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(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5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 引言11
• 1.2 熒光介紹11-12
• 1.2.1 熒光的產(chǎn)生11-12
• 1.2.2 熒光產(chǎn)生需要滿足的條件12
• 1.3 熒光探針介紹12-13
• 1.3.1 熒光探針12
• 1.3.2 熒光探針的識別機理12-13
• 1.4 激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移13-14
• 1.5 ESIPT的應(yīng)用14-15
• 1.5.1 基于ESIPT的金屬離子熒光探針14
• 1.5.2 基于ESIPT的陰離子熒光探針14-15
• 1.5.3 基于ESIPT的中性小分子熒光探針15
• 1.6 次硝酸熒光探針的研究進展15-22
• 1.6.1 基于還原Cu(Ⅱ)為Cu(Ⅰ)的次硝酸熒光探針16-18
• 1.6.2 基于三苯基膦反應(yīng)位點的次硝酸熒光探針18-22
• 1.7 半胱氨酸熒光探針的研究進展22-26
• 1.7.1 基于麥克爾加成反應(yīng)的半胱氨酸熒光探針22-23
• 1.7.2 基于親核取代反應(yīng)的半胱氨酸熒光探針23
• 1.7.3 基于醛基環(huán)化反應(yīng)的半胱氨酸熒光探針23-24
• 1.7.4 基于氫鍵抑制碳氮雙鍵異構(gòu)化的半胱氨酸熒光探針24
• 1.7.5 基于丙烯酸酯反應(yīng)位點的半胱氨酸熒光探針24-26
• 1.8 課題的意義及主要研究內(nèi)容26-27
• 1.8.1 課題的意義26
• 1.8.2 論文的主要研究內(nèi)容26-27
• 第2章 基于2-(2’-羥基苯基)苯并噻唑染料的比率型次硝酸熒光探針的研究27-40
• 2.1 引言27
• 2.2 實驗部分27-32
• 2.2.1 實驗試劑27-28
• 2.2.2 實驗儀器28-29
• 2.2.3 探針HBT-HNO的合成29-30
• 2.2.4 探針HBT-HNO與HNO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HBT30
• 2.2.5 光譜測試條件30-31
• 2.2.6 熒光量子產(chǎn)率的測定31
• 2.2.7 檢測下限的測定31
• 2.2.8 探針的細胞毒性實驗31
• 2.2.9 細胞成像實驗31-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-39
• 2.3.1 探針HBT-HNO的光譜性質(zhì)32-34
• 2.3.2 探針HBT-HNO與HNO響應(yīng)的時間關(guān)系34-35
• 2.3.3 探針HBT-HNO對HNO的選擇性和競爭性35-36
• 2.3.4 pH對探針性能的影響36-37
• 2.3.5 探針HBT-HNO與HNO反應(yīng)機理的探討37-38
• 2.3.6 細胞成像研究38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第3章 基于菲咪唑衍生物的新型半胱氨酸熒光探針的研究40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 實驗部分40-44
• 3.2.1 實驗試劑40-41
• 3.2.2 實驗儀器41
• 3.2.3 化合物PI的合成41-42
• 3.2.4 探針PI-Cys的合成42-43
• 3.2.5 光譜測試條件43
• 3.2.6 熒光量子產(chǎn)率的測定43
• 3.2.7 檢測下限的測定43
• 3.2.8 探針的細胞毒性實驗43-44
• 3.2.9 細胞成像實驗44
• 3.3 結(jié)果與討論44-51
• 3.3.1 探針PI-Cys的光譜性質(zhì)44-46
• 3.3.2 探針PI-Cys與Cys響應(yīng)的時間關(guān)系46-47
• 3.3.3 探針PI-Cys對Cys的選擇性和競爭性47-48
• 3.3.4 pH對探針性能的影響48-49
• 3.3.5 探針PI-Cys與Cys反應(yīng)機理的研究49-50
• 3.3.6 細胞成像研究50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論與展望52-54
• 參考文獻54-61
• 附錄A 常用縮寫一覽表61-62
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63
• 附錄C 部分化合物的譜圖63-70
• 致謝70

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本文編號：849466