發(fā)布時間：2018-04-21 19:44

  本文選題：熒光探針 + 苯硼酸酯基��； 參考：《山西大學》2017年博士論文

【摘要】：近年來,熒光探針技術由于其具有單分子檢測的高靈敏度、可開關、可視化和不破壞樣品等獨特的優(yōu)越性,已被廣泛應用于各種物質(zhì)組成分析、生命過程研究及醫(yī)療診斷等領域。尤其在生物活性離子、分子的定位示蹤及功能研究等方面發(fā)揮著巨大作用。目前,設計、合成能夠?qū)ι锘钚钥腕w產(chǎn)生特異性熒光響應的熒光探針,已經(jīng)成為化學家及生命科學家共同關注的前沿課題。熒光探針也日益成為生命科學領域研究的重要工具之一。過氧亞硝酸根(ONOO~-)作為一種生物體內(nèi)生的高活性氧化劑,與多種疾病關系密切,其中包括阿爾茲海默病、癌癥、關節(jié)炎、自身免疫性疾病和炎癥性疾病等。然而,也有證據(jù)表明,ONOO~-可以起到積極的作用,比如在通過硝化酪氨酸殘基實現(xiàn)信號傳導或在免疫反應中對抗入侵的病原體。因此,實時檢測其在生物細胞內(nèi)的分布及濃度變化對生物學及醫(yī)學研究具有重要的意義。ONOO~-的分子熒光探針,由于其選擇性好、靈敏度高、操作簡單、實時檢測、樣品無破壞性等優(yōu)點,被認為是檢測和影像生物系統(tǒng)內(nèi)ONOO~-的最有效工具。然而,由于ONOO~-短的半衰期、低的穩(wěn)態(tài)濃度,研發(fā)能夠?qū)NOO~-具有良好選擇性且靈敏度較高的熒光探針已成為該領域的研究焦點。本工作設計并合成了一系列包含苯硼酸酯反應基團的ONOO~-熒光探針,在模擬生理條件下以及活細胞內(nèi)實現(xiàn)了ONOO~-的選擇性熒光檢測,研究內(nèi)容主要分為如下四部分:1、基于3-氰基香豆素熒光團組裝策略,設計合成了一例熒光“off-on”型ONOO~-熒光探針2-1。該探針本身是非熒光的,但能與ONOO~-發(fā)生“加成-重排-環(huán)化”連續(xù)反應,生成3-氰基香豆素熒光團,導致大的熒光“off-on”響應。而且,該探針對ONOO~-熒光響應速度快、熒光信號變化明顯(強度在486 nm處較識別前增強28倍)、靈敏度高(檢出限48 nM)、選擇性高等優(yōu)點,已在RAW264.7巨噬細胞中實現(xiàn)了外源性和內(nèi)源性ONOO~-的熒光成像。2、基于3-苯并噻唑基香豆素熒光團組裝策略,進一步設計合成了一例熒光“off-on”型ONOO~-熒光探針3-1。與探針2-1相比,該探針對ONOO~-的熒光響應具有更長的發(fā)射波長(波長為522 nm)、更大的熒光增強倍數(shù)(較識別前增強155倍)和更高的靈敏度(檢出限為0.83 nM)。該探針已成功應用于RAW264.7巨噬細胞中外源性和內(nèi)源性ONOO~-的熒光成像,以及內(nèi)皮EA.hy926細胞內(nèi)氧糖剝奪(Oxygen and glucose deprivation,OGD)導致的內(nèi)源性ONOO~-的熒光實時檢測。3、本工作設計合成了一例基于ICT機理的比率型ONOO~-熒光探針4-1。該探針與ONOO~-的反應能引起440 nm和396 nm兩處熒光強度的同時變化,熒光強度比值(I396/I440)較識別前增長12倍,且反應迅速。此外,該探針能有效排除其它ROS的干擾,具有較好的選擇性,已在活細胞水平實現(xiàn)了ONOO~-的比率熒光成像。4、基于激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(Exited-State Intramolecular Proton Transfer,ESIPT)型熒光染料具有大斯托克斯位移的優(yōu)點,不僅可避免激發(fā)光散射帶來的檢測誤差,而且可避免生物分子自發(fā)熒光的干擾。本工作基于ESIPT熒光調(diào)制機理,設計并合成了一例基于苯硼酸酯基反應基團的熒光探針5-1。研究表明,與上述ONOO~-熒光探針不同,該探針對H_2O_2有更好的選擇性�？赡艿脑蚴�,該探針與ONOO~-反應生成的酚類產(chǎn)物可進一步被ONOO~-氧化,導致非熒光的醌類產(chǎn)物。
[Abstract]:In recent years , the fluorescence probe has been widely used in the field of biological and medical research because of its high sensitivity , high sensitivity , high sensitivity , simple operation , high sensitivity ( detection limit of 48 nM ) and high selectivity . A fluorescent " off - on " type ONOO ~ - fluorescent probe 3 - 1 was designed and synthesized . Compared with the probe 2 - 1 , the fluorescence response of the probe to ONOO ~ - was longer than that of the probe 2 - 1 ( the wavelength was 522 nm ) , the greater the fluorescence enhancement factor ( up to 155 times before recognition ) and the higher sensitivity ( the detection limit was 0.83 nM ) . This work has been successfully applied to the fluorescence imaging of exogenous and endogenous ONOO ~ - in RAW264.7 macrophages , and the fluorescence real - time detection of endogenous ONOO ~ - in endothelial EA . hy926 cells .

【學位授予單位】：山西大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3;TP212.3

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本文編號：1783849