【摘要】：不對稱方酸染料在近紅外區(qū)域(650-900 nm)具有優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì),但是由于它們的水溶性差,在水介質(zhì)中表現(xiàn)出很強的聚集趨勢,常常導(dǎo)致熒光淬滅,致使它們在生理環(huán)境下對酶的檢測和成像受到限制。亮氨酸氨基肽酶(LAP)在多種病理過程中異常高水平地表達(dá),因此實時準(zhǔn)確地監(jiān)測LAP活性和對LAP進行實時成像具有十分重要的意義。在本研究中,我們設(shè)計了一種乙二醇低聚體修飾的不對稱方酸熒光探針USSQ-Leu,用來對內(nèi)源性亮氨酸氨基肽酶的活性進行檢測和成像。利用~1H NMR和HR-MS對USSQ-Leu的結(jié)構(gòu)進行表征。通過溶解性測試考察了探針結(jié)構(gòu)與溶解性之間的關(guān)系并證明了我們所設(shè)計的結(jié)構(gòu)有效率地改善了探針的溶解性。通過測定探針的光譜性質(zhì)和對酶的響應(yīng)行為發(fā)現(xiàn),USSQ-Leu具有良好的近紅外吸收特性并在650 nm處有最大吸收峰,在生理條件下可與亮氨酸氨基肽酶發(fā)生反應(yīng)發(fā)射出熒光并在710 nm有最大發(fā)射峰;探針對酶的響應(yīng)具有時間依賴性和濃度依賴性,以及很好的檢測專一性和檢測靈敏度(0.61ng/mL)。利用HPLC和HR-MS驗證了在LAP作用下USSQ-Leu上的L-亮氨酸基團脫落從而恢復(fù)熒光的檢測機制。采用MTT法和流式細(xì)胞法研究并證實探針具有低細(xì)胞毒性和良好的細(xì)胞攝取能力。通過細(xì)胞熒光成像實驗,考察并證實探針對內(nèi)源性LAP的具有良好的檢測能力;在異位移植瘤小鼠模型中研究了探針可以對小鼠體內(nèi)的LAP的靈敏檢測和成像。
【圖文】：

圖 1-1 對稱型方酸 VG1-C8 和不對稱方酸 SQ01 的結(jié)構(gòu)[59]Fig 1-1 Structures of symmetrical squaraine VG1-C8 and asymmetrical SQ01[59].方酸染料的剛性平面共軛結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)的同時，又使其具有易聚集的特點。Pisoni 等人[60]合成了三種水不溶性的方酸染料，如圖 1-2 所示。染料 1 利用烷基鏈修飾的吲哚作為供體基團的對稱型方酸染料，在有機溶劑中吸收峰不足 650 nm；染料 3 在染料 1 的基礎(chǔ)上引入含硫雜環(huán)，，由于硫原子對染料離域電子結(jié)構(gòu)的影響，使得染料 3 的吸收峰發(fā)生明顯紅移至近紅外區(qū)域；對于染料 2，同時含有染料 1 和 3 的供體基團，帶來的結(jié)果是染料的最大吸收峰相對于染料 1 發(fā)生紅移，卻又低于染料 3 的最大吸收峰。盡管這三種染料均引入了兩個具有較大空間位阻的烷基鏈抑制了染料分子在有機溶劑的聚集，但是由于烷基鏈的疏水性以及方酸染料的結(jié)構(gòu)特點，導(dǎo)致染料分子在磷酸緩沖鹽溶液（PBS buffer）發(fā)生聚集沒有熒光。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文在三氟乙酸和乙醇體系中制備了五種 1、2 取代的不對稱方酸染料，并研究了這五種染料在溶液狀態(tài)和結(jié)晶態(tài)下的光譜性質(zhì)。染料在溶液中熒光極為微弱，量子產(chǎn)率不及3.01%，但是染料在固體結(jié)晶態(tài)下表現(xiàn)出 AIEE 屬性，其最大發(fā)射峰發(fā)生較大幅度的紅移，熒光大幅度增強，量子產(chǎn)率達(dá)到 42.45%。這種現(xiàn)象可以歸結(jié)于在結(jié)晶態(tài)下分子內(nèi)烷基鏈長度或大取代基阻止了分子間緊密接觸和減少 π-π 相互作用，而在溶液狀態(tài)下的外圍取代基可以通過圍繞中心四元環(huán)的單鍵自由旋轉(zhuǎn)，激發(fā)態(tài)的能量在這個過程中大部分被非輻射形式消耗，導(dǎo)致熒光量子產(chǎn)率較低。由此可見，供體基團上所帶有的側(cè)鏈基團也對染料的光學(xué)性質(zhì)有明顯的影響。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q503;O657.3

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本文編號：2680084