本文關(guān)鍵詞：成像分析活體內(nèi)生物活性分子的新型共軛聚合物化學(xué)發(fā)光探針的構(gòu)建及應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移 共軛聚合物納米探針 超靈敏成像 超氧陰離子 堿性磷酸酶

【摘要】：生物活性分子調(diào)控細(xì)胞功能,與疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),然而有些活性分子的真實(shí)濃度極低或浮動(dòng)極小。同時(shí),生物體系復(fù)雜的背景熒光也極大地干擾對(duì)它們的準(zhǔn)確檢測(cè)。為全面闡述極低真實(shí)濃度或極小浮動(dòng)的活性分子的生物學(xué)作用,亟需發(fā)展超高靈敏度的新型檢測(cè)方法,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的準(zhǔn)確檢測(cè)。與傳統(tǒng)的光致發(fā)光檢測(cè)相比,化學(xué)發(fā)光(CL)探針無(wú)需激發(fā)光源,同時(shí)具有一些明顯的優(yōu)勢(shì),如生物背景信號(hào)干擾低、光損傷小、光散射導(dǎo)致的噪音低、反應(yīng)速度快和檢測(cè)范圍寬。因此,基于CL的檢測(cè)方法被廣泛應(yīng)用于生物活性分子的成像監(jiān)控。但是,CL壽命短、發(fā)光強(qiáng)度低和發(fā)射波長(zhǎng)短等缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了該類探針的生物應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題,化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移(CRET)由于能夠提供更高的靈敏度、延長(zhǎng)的發(fā)光時(shí)間和紅移的波長(zhǎng),越來(lái)越受到人們的關(guān)注,被用以構(gòu)建新型探針。同時(shí),鑒于共軛聚合物(CPs)骨架的信號(hào)放大作用和可調(diào)的光學(xué)性質(zhì),因此CPs作為理想的能量受體,被成功用于成像檢測(cè)領(lǐng)域。基于上述原因,我們利用CRET原理構(gòu)建了一類新的共軛聚合物納米探針,分別用于成像分析活體內(nèi)本真濃度的超氧陰離子(O2~(·-))和堿性磷酸酶(ALP)。本論文開展了以下兩方面的具體工作:1.O2~(·-)作為最早產(chǎn)生的活性氧(ROS),是細(xì)胞內(nèi)許多其他ROS產(chǎn)生的前體和蓄水池。O2~(·-)在一些重大事件和疾病中,如細(xì)胞信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)、炎癥、癌癥、神經(jīng)性退行性疾病,發(fā)揮關(guān)鍵的作用。然而,由于有機(jī)體內(nèi)本真的O2~(·-)濃度是非常低的,目前,還未實(shí)現(xiàn)在無(wú)外源刺激下,活體中本真O2~(·-)水平的可視化成像。基于CRET原理,我們創(chuàng)新性地構(gòu)建了一種聚合物納米探針PCLA-O2~(·-)。該探針包括三部分:咪唑吡啶酮(CLA)與O2~(·-)之間的特異性反應(yīng),作為能量供體;具有信號(hào)放大性質(zhì)的共軛聚合物(PFBT)作為能量的受體;拉近供體/受體距離的共價(jià)鍵連接體。在水溶液中,通過(guò)納米沉降的方法,許多緊密的球狀納米顆粒形成。同時(shí),疏水性的CLA嵌入到納米粒子內(nèi)部形成的疏水環(huán)境中,從而顯著增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度和延長(zhǎng)化學(xué)發(fā)光時(shí)間。當(dāng)加入O2~(·-)時(shí),CLA與O2~(·-)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生490 nm的光,通過(guò)CRET,聚合物PFBT的熒光(560 nm)被激發(fā)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯表明,探針具有達(dá)到pmol級(jí)超高靈敏度、延長(zhǎng)的化學(xué)發(fā)光時(shí)間、優(yōu)越的特異性和良好的生物相容性等優(yōu)勢(shì)。PCLA-O2~(·-)檢測(cè)O2~(·-)的線性范圍為0-950 pM,線性相關(guān)系數(shù)為0.9924,檢測(cè)限達(dá)19.3 pM。在無(wú)外源激發(fā)光的情況下,PCLA-O2~(·-)實(shí)現(xiàn)了對(duì)活體正常/炎癥組織中O2~(·-)的可視化檢測(cè)。更重要的是,基于O2~(·-)水平的差異,我們首次成功可視化區(qū)分了正常/腫瘤細(xì)胞,以及小鼠的正常/腫瘤組織。這些優(yōu)越的成果為特異性檢測(cè)真實(shí)極低濃度的O2~(·-)提供了理想的成像材料。2.ALP的濃度異常經(jīng)常與骨疾病、肝功能紊亂、乳房癌和前列腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),被認(rèn)為是重要的臨床醫(yī)學(xué)診斷的標(biāo)志物。然而,目前,仍然缺乏高靈敏可視化成像活體內(nèi)源性ALP的方法。因此,我們利用CRET機(jī)理設(shè)計(jì)合成了一種新型的聚合物納米探針,探針包括三部分:識(shí)別底物AMPPD與ALP反應(yīng)作為能量的供體;具有信號(hào)放大性質(zhì)的共軛聚合物作為能量的受體;縮短共軛聚合物/AMPPD距離,同時(shí)提供疏水環(huán)境的β-環(huán)糊精。當(dāng)加入ALP時(shí),AMPPD與ALP發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放470 nm的光,通過(guò)CRET,聚合物的熒光被激發(fā),發(fā)射680 nm的光。該探針有效地降低了背景熒光的干擾,提高了CRET的效率,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)ALP的超靈敏度檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移 共軛聚合物納米探針 超靈敏成像 超氧陰離子 堿性磷酸酶
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(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6-8
• Abstract8-11
• 第一章 緒論11-34
• 1.1 化學(xué)發(fā)光11
• 1.2 化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移11-12
• 1.3 共軛聚合物12
• 1.4 基于化學(xué)發(fā)光，CRET或聚合物機(jī)理的探針12-14
• 1.5 活性氧在生物體中的重要作用14-15
• 1.6 檢測(cè)O2~(·-)化學(xué)發(fā)光及熒光探針15-22
• 1.6.1 檢測(cè)O2~(·-)化學(xué)發(fā)光探針15-18
• 1.6.2 檢測(cè)O2~(·-)熒光探針18-22
• 1.7 ALP在生物體中的重要性22-23
• 1.8 ALP熒光探針綜述23-26
• 參考文獻(xiàn)26-34
• 第二章 基于化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移機(jī)理超靈敏成像小鼠本真超氧陰離子的聚合物納米探針的構(gòu)建及應(yīng)用34-63
• 1．引言34-36
• 2．實(shí)驗(yàn)部分36-47
• 2.1 儀器和試劑36-37
• 2.2 試劑純化方法37
• 2.3 探針的設(shè)計(jì)37-38
• 2.4 探針的合成與表征38-44
• 2.5 實(shí)驗(yàn)材料部分44-47
• 3．結(jié)果討論47-59
• 3.1 探針在化學(xué)體系中的化學(xué)發(fā)光分析47-56
• 3.2 探針在活體內(nèi)的化學(xué)發(fā)光成像56-59
• 4．總結(jié)59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 第三章 基于化學(xué)發(fā)光能量共振轉(zhuǎn)移機(jī)理成像活體內(nèi)堿性磷酸酶的聚合物納米探針的構(gòu)建及應(yīng)用63-73
• 1. 引言63-64
• 2. 實(shí)驗(yàn)部分64-69
• 2.1 儀器和試劑64-65
• 2.2 試劑純化方法65
• 2.3 探針的設(shè)計(jì)65-66
• 2.4 探針的合成與表征66-69
• 2.5 聚合物的光學(xué)性質(zhì)分析69
• 3. 下一步工作計(jì)劃69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 附合成產(chǎn)物譜圖73-80
• 作者發(fā)表的論文及參加的課題80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 Surapon Tangvarasittichai;;Oxidative stress,insulin resistance,dyslipidemia and type 2 diabetes mellitus[J];World Journal of Diabetes;2015年03期

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本文編號(hào)：865555