線粒體是一種重要的細(xì)胞器,是生物進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,可以為生命活動(dòng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供ATP。許多研究表明,線粒體功能紊亂與一些神經(jīng)類(lèi)的疾病有關(guān),像阿茲海默癥、帕金遜癥、亨廷頓氏舞蹈病、肌萎縮側(cè)索硬化等。線粒體中的生物硫醇在維持氧化還原平衡以及修復(fù)氧化損傷中起著重要作用,線粒體內(nèi)生物硫醇的變化,可以反映出生物體內(nèi)生理和病理過(guò)程的變化。用來(lái)檢測(cè)這種變化的手段有許多,較為便捷的方法是熒光成像技術(shù)。近年來(lái),氟硼二吡咯甲川(BODIPY)類(lèi)染料在熒光成像技術(shù)中,受到了科研工作者的青睞,這主要得益于該類(lèi)染料優(yōu)異的性能:較高的摩爾消光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率,較穩(wěn)定的光化學(xué)性質(zhì),不易受到環(huán)境及pH值影響,易于修飾的分子結(jié)構(gòu)等。科研工作者通常將BDOIPY類(lèi)染料meso位的碳原子換成氮原子構(gòu)建Aza-BODIPY,并對(duì)1,3,5,7位進(jìn)行芳環(huán)取代,使其最大吸收波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)處于近紅外區(qū)。但這種修飾會(huì)使該類(lèi)染料共軛體系增大,造成染料水溶性差,此外,該類(lèi)染料未修飾前,不具備亞細(xì)胞器靶向能力,這都限制了染料在生物上的應(yīng)用。本論文立足于有機(jī)化學(xué),分析化學(xué)和生物化學(xué),我們?cè)O(shè)計(jì)在Aza-BODIPY結(jié)構(gòu)上引入氨基季銨鹽,增強(qiáng)染料的水溶性;并在BODIPY的meso位進(jìn)行羥基吡啶季銨鹽和巰基吡啶季銨鹽取代,構(gòu)造一系列水溶性較好,能靶向線粒體并檢測(cè)生物硫醇的熒光探針。工作開(kāi)展如下所述:在第二章中,基于課題組以往對(duì)于Aza-BODIPY類(lèi)染料的研究和相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研,我們通過(guò)在Aza-BODIPY結(jié)構(gòu)上引入二甲胺基基團(tuán),并進(jìn)行季銨鹽修飾,旨在合成出波長(zhǎng)長(zhǎng),水溶性好的Aza-BODIPY類(lèi)熒光染料。我們Aza-BODIPY為修飾的基本結(jié)構(gòu),在其3,5-位苯環(huán)對(duì)位上引入二甲胺基結(jié)構(gòu),合成了12種Aza-BODIPY,取其中3種Aza-BODIPY進(jìn)行了季銨鹽化。通過(guò)分析上述15種Aza-BODIPY的紫外吸收和熒光光譜數(shù)據(jù),研究二甲胺基的引入對(duì)于染料的吸光度,吸收發(fā)射波長(zhǎng),熒光量子產(chǎn)率,半峰寬及Stocks位移的影響,以及氨基季銨鹽化后,基本光譜數(shù)據(jù)及水溶性的變化。在第三章中,我們?cè)?,7位苯環(huán)并環(huán)Cl-BODIPY結(jié)構(gòu)上進(jìn)行修飾。在Cl-BODIPY的meso位引入識(shí)別基團(tuán)羥基吡啶季銨鹽和巰基吡啶季銨鹽,構(gòu)建基于PET效應(yīng)“OFF-ON”型的熒光探針。在所設(shè)計(jì)的探針結(jié)構(gòu)中,羥基吡啶季銨鹽和巰基吡啶季銨鹽既能夠作為識(shí)別Cys/Hcy的識(shí)別基團(tuán),又能夠作為探針的熒光猝滅基團(tuán),同時(shí)也能夠作為線粒體靶向位點(diǎn)。我們引入吡啶季銨鹽結(jié)構(gòu),希望實(shí)現(xiàn)探針的線粒體靶向檢測(cè)Cys和Hcy的目的;通過(guò)體外測(cè)試及細(xì)胞成像應(yīng)用研究,測(cè)試熒光探針的反應(yīng)速度和線粒體靶向能力。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ617.3
【部分圖文】：

；較好的生物相容性。氟硼二吡咯甲川（BODIPY）類(lèi)染料因?yàn)榫哂斜姸嗍且粋�(gè)很好的選擇，但目前該類(lèi)染料的亞細(xì)胞器靶向性和水溶性修飾仍是2 熒光染料.1 常見(jiàn)熒光染料染料泛指受到某一特定波長(zhǎng)的光激發(fā)后發(fā)出熒光的物質(zhì)，大多是含有苯環(huán)共軛雙鍵的化合物。熒光染料，由于其較高的靈敏度，便捷的操作，逐步同位素作標(biāo)記，廣泛應(yīng)用于熒光免疫，熒光探針，組織或細(xì)胞染色等領(lǐng)域

圖 1-2 BODIPY 類(lèi)熒光染料 1968 年由 Treibs 和 Kreuzer 首次發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖性質(zhì)，基本不受溶劑極性和 pH 值的影響，穩(wěn)定性點(diǎn)較多[12]。但是，該類(lèi)染料的吸收波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)近近紅外區(qū)，研究人員通常會(huì)在其 1,3,5,7 位進(jìn)行芳長(zhǎng)，但是取代后會(huì)影響染料的水溶性，限制其在生Y 類(lèi)熒光染料水溶性修飾IPY 類(lèi)熒光染料的水溶性，科研工作者通常會(huì)在 B圖 1-3 所示，常見(jiàn)的水溶性修飾方式有 3 種：離子自組裝修飾[14]。

圖 1-2 BODIPY 類(lèi)熒光染料ODIPY 染料于 1968 年由 Treibs 和 Kreuzer 首次發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示有優(yōu)越的光學(xué)性質(zhì)，基本不受溶劑極性和 pH 值的影響，穩(wěn)定性較好，摩高，可修飾位點(diǎn)較多[12]。但是，該類(lèi)染料的吸收波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)較短，為吸收和發(fā)射接近近紅外區(qū)，研究人員通常會(huì)在其 1,3,5,7 位進(jìn)行芳環(huán)取代，吸收和發(fā)射波長(zhǎng)，但是取代后會(huì)影響染料的水溶性，限制其在生物方面的.2.3 BODIPY 類(lèi)熒光染料水溶性修飾了改善 BODIPY 類(lèi)熒光染料的水溶性，科研工作者通常會(huì)在 BODIPY 的溶性基團(tuán)。如圖 1-3 所示，常見(jiàn)的水溶性修飾方式有 3 種：離子型基團(tuán)修修飾和兩親性自組裝修飾[14]。

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