吖啶酮及其衍生物是一類含氮雜環(huán)的有機(jī)化合物,具有良好的生理、藥理活性,經(jīng)過(guò)合理修飾后,可顯著改善其水溶性和光電性能,且能與生物體內(nèi)DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合,是一類應(yīng)用前景廣泛的有機(jī)化合物。因此,本文基于吖啶酮母核,合成了一種吖啶酮衍生物—10-甲基-2-氨基吖啶酮(10-Methyl-2-Amino-Acridone,MAA),并將其應(yīng)用于細(xì)胞、斑馬魚及外泌體的成像。本論文正文共兩部分:第一部分:以吖啶酮為原料,通過(guò)取代和還原反應(yīng),合成了一種水溶性好且具有較好光電性能的吖啶酮衍生物(MAA)。其合成路線如下:首先,以吖啶酮為原料,在熱的乙醇鉀溶液中其10位上的氫易發(fā)生去質(zhì)子化,隨后與CH_3I在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中發(fā)生親核取代反應(yīng),生成10-甲基吖啶酮。其次,10-甲基吖啶酮在濃硝酸和冰醋酸混合液中,發(fā)生硝化反應(yīng),生成10-甲基-2-硝基吖啶酮。最后,10-甲基-2-硝基吖啶酮與Na_2S發(fā)生還原反應(yīng),生成目標(biāo)產(chǎn)物10-甲基-2-氨基吖啶酮(MAA)。通過(guò)紅外光譜、質(zhì)譜、碳譜和氫譜對(duì)MAA進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,并進(jìn)一步對(duì)其光學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相比于吖啶酮母核,MAA的水溶性顯著提高,且Stokes位移增大,其在紫外燈下呈綠色熒光。MAA熒光量子產(chǎn)率為49%,且熒光性能穩(wěn)定。值得注意的是,MAA在近紅外激發(fā)下,具有較強(qiáng)的雙光子活性。同時(shí),MAA在玻碳電極及其他基底電極上—如金電極、氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)電極,均有明顯的電化學(xué)活性,且能與鮭魚精DNA發(fā)生嵌合作用。此外,MAA具有可見(jiàn)光誘導(dǎo)類氧化酶活性,可以氧化TMB(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine,TMB),使其溶液發(fā)生顏色變化。因此,MAA有望用于構(gòu)建一種光電合一和可視化的生物傳感裝置,應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。第二部分:在第一部分的研究基礎(chǔ)上,將MAA作為一種單、雙光子熒光探針,用于細(xì)胞、斑馬魚和外泌體的成像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:MAA具有較小的細(xì)胞毒性,良好的細(xì)胞滲透性和生物相容性,可以同時(shí)進(jìn)入細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)。MAA能被斑馬魚以吞咽和皮膚吸收的方式攝入體內(nèi),主要聚集在頭部、腹部和尾部,在單、雙光子顯微鏡下,均可觀察到綠色熒光。另外,MAA在酸性條件下,易發(fā)生質(zhì)子化,能與帶負(fù)電的外泌體發(fā)生靜電作用,使MAA結(jié)合于外泌體上,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)外泌體在HepG2細(xì)胞中成像。因此,MAA作為雙光子熒光探針,在生物成像領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：福建醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R91
【部分圖文】：

A B圖 1.1 吖啶酮（A）和 MAA（B）的結(jié)構(gòu)式Figure 1.1 The structural formula of (A) Acridone and (B) MAA驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)儀器表 1.1 所用儀器及廠家Table1.1 The apparatus and manufacturers儀器 廠家相色譜儀 LC-20AP日本島津公司譜柱（5 μm，250×10 mm）月旭科技(上海)股份有限公司紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司

精密稱取 0.2105 g 中間體 1 于三頸圓底燒瓶中，加入 6 mL 99 wt%冰醋酸，并升溫至 40 ℃使固體溶解，再依次滴加 2 mL 濃硝酸和 2 mL 99 wt %冰醋酸，攪拌加熱至 58~62 ℃，反應(yīng) 2 h，趁熱傾入冰水，冷卻后有金黃色固體析出。抽濾，用約 10 mL 冰水洗滌，將固體置于烘箱中，70 ℃烘干，得金黃色固體，即中間體 2。精密稱取100 mg中間體2于圓底燒瓶中，加入5 mL乙醇和2.5 mL Na2S（30wt %），隨后加水至 50 mL，在通入 N2條件下，加熱至 130 ℃，反應(yīng) 4 h。趁熱傾入冰水，冷卻后有棕黃色固體析出。抽濾，冰水洗滌，將固體置于烘箱中，70 ℃烘干，得棕黃色固體，即目標(biāo)產(chǎn)物 3 粗品。進(jìn)一步用制備型高效液相法分離提純目標(biāo)產(chǎn)物 3。色譜條件如下：以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以乙腈-超純水溶液為流動(dòng)相；檢測(cè)波長(zhǎng)為 254 nm；采用二元高壓梯度洗脫模式；柱溫為 35 ℃；流速為 2.000 mL/min；進(jìn)樣體積為200 μL，目標(biāo)產(chǎn)物 3 的出峰時(shí)間為 9.0 min 左右。（合成路線如圖 1.2）

A B圖 1.3 (A) 吖啶酮（a）、中間體 1（b）、中間體 2（c）及 MAA（d）的固體顏色圖片；（B）吖啶酮（a ）、中間體 1（b'）、中間體 2（c'）及 MAA（d'）的水溶液圖片。Figure 1.3 (A) The photographs of acridone (a), intermediate 1 (b), intermediate 2 (and MAA solid (d); (B) The photographs of acridone (a'), intermediate 1 (bintermediate 2 (c') and MAA solution (d').1.3.1.2 吖啶酮、中間體 1、中間體 2 及 MAA 的紅外光譜表征為了驗(yàn)證吖啶酮母核修飾上了甲基和氨基基團(tuán)，本部分采用紅外光譜法對(duì)合成過(guò)程中一系列產(chǎn)物進(jìn)行表征。結(jié)果如圖 1.4 所示，圖 1.4-A 為吖啶酮的紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖。從圖 1.4-B 可知中間體 1 在 2940 cm-1處有一個(gè)峰，這是甲基的伸縮振
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2894024