本文選題：核磁共振　切入點(diǎn)：穴番　出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所)》2017年博士論文

【摘要】：~（129）Xe是一種無毒無害的氣體,對(duì)化學(xué)環(huán)境敏感,且超極化~（129）Xe具有較高的磁共振靈敏度,因此其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值。但是超極化~（129）Xe直接作為分子探針存在無靶向性的缺點(diǎn)。利用一種與~（129）Xe具有較高親和力的籠狀化合物穴番作為~（129）Xe的主體分子,對(duì)籠狀化合物穴番進(jìn)行功能化的修飾,可以賦予~（129）Xe靶向性。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)合成了一系列功能化的穴番化合物,然后利用超極化~（129）Xe磁共振、光譜等手段較為詳細(xì)的研究了各化合物的性質(zhì)。其中部分性質(zhì)良好的化合物,可作為分子探針實(shí)現(xiàn)對(duì)生物活性物質(zhì)的特異性探測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果包括以下幾部分:1.構(gòu)建了可特異性識(shí)別硫醇的穴番化合物。該化合物由三部分組成:~（129）Xe磁共振報(bào)告單元穴番、熒光報(bào)告單元萘酰亞胺、可對(duì)硫醇響應(yīng)的二硫鍵。硫醇在生命活動(dòng)中扮演著重要的角色,因此實(shí)現(xiàn)對(duì)其高靈敏的探測(cè)具有十分重要的意義。我們所構(gòu)建的化合物對(duì)硫醇顯示出了較高選擇性,并且在較寬pH范圍內(nèi)的穩(wěn)定性良好,可在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)硫醇的檢測(cè)。我們分別用熒光以及~（129）Xe磁共振的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞內(nèi)硫醇的檢測(cè)。本研究工作發(fā)展了一種檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)硫醇的方法,利用超極化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞內(nèi)硫醇的高靈敏檢測(cè)。2.構(gòu)建了一種硫醇響應(yīng)的穴番藥物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該藥物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由四部分組成:~（129）Xe主體分子穴番、熒光報(bào)告單元萘酰亞胺、可對(duì)硫醇響應(yīng)的二硫鍵、以及抗癌藥物苯丁酸氮芥。該化合物對(duì)硫醇顯示出了較高的選擇性,在硫醇的作用下,可緩慢的釋放出苯丁酸氮芥。我們利用熒光以及~（129）Xe磁共振的方法對(duì)藥物的釋放過程實(shí)施監(jiān)測(cè),兩種方法所得結(jié)果一致。苯丁酸氮芥在癌細(xì)胞中被有效釋放,對(duì)肺癌細(xì)胞顯示出一定的殺傷作用。本研究工作提供了一種藥物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,首次將~（129）Xe磁共振應(yīng)用到藥物的釋放監(jiān)測(cè)中。3.構(gòu)建了一種小分子多功能穴番化合物。該化合物由兩部分組成:~（129）Xe主體分子穴番、具有多種功能的卟啉基團(tuán)。該化合物在較寬pH范圍內(nèi)可對(duì)pH的變化做出高靈敏的響應(yīng),并且在細(xì)胞中也可對(duì)pH的變化做出響應(yīng)。在生理?xiàng)l件下該化合物能通過光照產(chǎn)生單線態(tài)氧,有用于光動(dòng)力學(xué)治療的潛力。激光共聚焦實(shí)驗(yàn)證明了該化合物對(duì)癌細(xì)胞有較好的靶向性。因其熒光較強(qiáng),發(fā)射波長(zhǎng)較長(zhǎng),能有效用于活體熒光成像。
[Abstract]:Xe is a non-toxic and harmless gas, which is sensitive to chemical environment and has high magnetic resonance sensitivity. Therefore, it has great application value in biomedical field. However, it has the disadvantage of not targeting directly as a molecular probe. A cage compound with high affinity to Xe is used as the host molecule of Xe. In this paper, a series of functionalized cavernous diophane compounds were designed and synthesized on the basis of previous studies, and a series of functional compounds were synthesized by using hyperpolarimetric 129Xe magnetic resonance resonance (Mr). The properties of various compounds have been studied in detail by means of spectra and other means. Some of them have good properties. It can be used as a molecular probe to detect bioactive substances. The main research contents and experimental results include the following parts: 1. A specific thiol recognition compound was constructed. The compound consists of three parts. The report unit of Xe magnetic resonance is 129e. Fluorescent reporting unit naphthalimide, a disulfide bond that responds to mercaptan. Mercaptan plays an important role in life activities. Therefore, it is of great significance to achieve a highly sensitive detection of mercaptan. Our compounds exhibit high selectivity to mercaptan and have good stability in a wide pH range. The detection of mercaptan can be achieved in cells. We have developed a method for the detection of intracellular mercaptan by fluorescence and magnetic resonance spectroscopy (MRI). A highly sensitive drug monitoring system for mercaptan response was constructed by using hyperpolarization.2.The drug monitoring system consisted of four components, the main molecule of 1: 129Xe, and the fluorescent reporting unit, naphthalimide. The thiol responsive disulfide bond, as well as the anticancer drug phenylbutyrate nitrogen mustard, showed a high selectivity to mercaptan. Phenylbutyrate nitrogen mustard can be released slowly. We monitor the release process of the drug by using fluorescence and 129Xe magnetic resonance. The results of the two methods are consistent. Phenylbutyrate nitrogen mustard is effectively released in cancer cells. This study provides a method for the design of a drug monitoring system. For the first time, the magnetic resonance (Mr) of 129Xe was applied to the monitoring of drug release. 3. A multifunctional compound of small molecules was constructed. The compound is composed of two parts, the main molecule of Xe is composed of two parts, one is the main molecule of Xe, and the other is the main molecule of Xe, which is composed of two parts. A porphyrin group with many functions. The compound can respond to the change of pH in a wide range of pH. It also responds to changes in pH in cells. Under physiological conditions, the compound produces singlet oxygen through light. Laser confocal experiments show that the compound has good targeting to cancer cells. It can be effectively used for in vivo fluorescence imaging because of its strong fluorescence and long emission wavelength.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O657.3

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本文編號(hào)：1700147