【摘要】：細(xì)胞的大多數(shù)新陳代謝主要在線粒體上完成,線粒體參與很多過(guò)程包括:ATP產(chǎn)生,氧化還原場(chǎng)所,細(xì)胞凋亡等。細(xì)胞凋亡過(guò)程中,線粒體會(huì)受損,并影響細(xì)胞內(nèi)的平衡,甚至?xí)䦟?dǎo)致人體的神經(jīng)退行性和神經(jīng)肌肉等疾病。因此,監(jiān)測(cè)細(xì)胞凋亡過(guò)程的進(jìn)展對(duì)于疾病進(jìn)展的評(píng)估是非常重要的。傳統(tǒng)的凋亡檢測(cè)方法,例如TUNEL試驗(yàn)和Annexin V-FITC凋亡試驗(yàn),是繁瑣的,不能給出實(shí)時(shí)結(jié)果。因此,非常需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞凋亡過(guò)程的方法。在所有開(kāi)發(fā)的細(xì)胞凋亡方法中,基于熒光探針的光學(xué)測(cè)定已被廣泛接受,因?yàn)樗鼈儽阌诰_和經(jīng)濟(jì)地操作,并且可以檢測(cè)生物環(huán)境中的目標(biāo)分析物。因此,開(kāi)發(fā)雙光子熒光探針檢測(cè)細(xì)胞凋亡是非常好的思路。生物硫醇如Cys,Hey和GSH參與很多的生物過(guò)程。生物硫醇水平的異常會(huì)導(dǎo)致許多疾病的發(fā)生。并且Cys比GSH和Hcy更容易被氧化,對(duì)線粒體ROS(活性氧)的波動(dòng)更敏感。因此,Cys的減少可以作為細(xì)胞凋亡的早期標(biāo)記。檢測(cè)早期細(xì)胞凋亡對(duì)于疾病的治療有很好的幫助,因此,監(jiān)測(cè)線粒體中的Cys水平對(duì)于生物醫(yī)學(xué)研究和診斷非常重要。到目前為止,已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多方法來(lái)檢測(cè)生物硫醇,例如伏安法等。這些方法提供高精度,但它們需要熟練的工人,昂貴的分析儀器和繁瑣的預(yù)處理程序。在所開(kāi)發(fā)的所有方法中,基于熒光探針的光學(xué)測(cè)定已被廣泛接受,因?yàn)樗鼈儽阌诰_和經(jīng)濟(jì)地操作,并且可以檢測(cè)生物環(huán)境中的目標(biāo)分析物。極性在化學(xué)研究中是一個(gè)重要參數(shù)。并且有些有機(jī)、無(wú)機(jī)過(guò)程與周圍的極性密切相關(guān)。在生物系統(tǒng)上,特別是在細(xì)胞系統(tǒng)里,極性決定了一些蛋白質(zhì)和酶的相互作用并反映了一些細(xì)胞器膜的滲透性。此外,極性的異常變化可能和某些疾病息息相關(guān)。需要開(kāi)發(fā)新工具檢測(cè)活細(xì)胞中的極性。細(xì)胞凋亡過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致線粒體極性發(fā)生變化,可以開(kāi)發(fā)用于線粒體靶向定位的雙光子熒光探針,用于迅速并準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)極性的波動(dòng),這對(duì)于細(xì)胞凋亡的探究具有非常大的意義。咔唑是一個(gè)非常好的雙光子熒光團(tuán)母體,因此我們課題組以咔唑?yàn)槟阁w已經(jīng)做了大量的工作。咔唑母體上可以修飾的位點(diǎn)比較多,這為熒光探針的設(shè)計(jì)提供了好的基礎(chǔ)。據(jù)報(bào)道設(shè)計(jì)Cys和極性探針時(shí),首先選擇ICT機(jī)制,不僅有利于實(shí)現(xiàn)雙通道檢測(cè)分析物,而且ICT機(jī)制對(duì)極性非常敏感。因此本文中我們?cè)谶沁虻幕A(chǔ)上合成了檢測(cè)線粒體Cys和極性的探針。更重要的是,兩個(gè)探針都能夠?qū)崟r(shí)雙通道TPM可視化細(xì)胞凋亡,這對(duì)于研究細(xì)胞凋亡具有很大的意義,并且提供了一個(gè)好的思路。(1)我們分別合成了一維/二維ICT系統(tǒng)的一對(duì)咔唑衍生物(Mito-SCHO和Mito-DCHO)。它們都可以通過(guò)三個(gè)步驟簡(jiǎn)單地合成。正如預(yù)期的那樣,具有二維ICT系統(tǒng)的Mito-DCHO可以特異性檢測(cè)Cys,具有比率信號(hào)(119nm發(fā)射偏移)。咔唑骨架的供體(D)和Mito-DCHO中雙醛基團(tuán)的受體(A)構(gòu)成了強(qiáng)大的ICT系統(tǒng),這也賦予探針?biāo)璧碾p光子特征。此外,三苯基磷(TPP)作為線粒體定位基團(tuán)。更重要的是,我們通過(guò)檢測(cè)線粒體氧化應(yīng)激水平,實(shí)現(xiàn)了對(duì)早期細(xì)胞凋亡的監(jiān)測(cè)。(2)我們合成了兩個(gè)化合物Mito-1和Mito-PF,其中Mito-1在檢測(cè)極性的同時(shí)會(huì)受粘度的干擾,而Mito-PF特異性響應(yīng)極性,不受外界環(huán)境的影響。Mito-PF的四乙炔氟作為極性的響應(yīng)基團(tuán),苯并噻唑鹽作為線粒體定位基團(tuán)。Mito-PF可以很好地定位于線粒體中,同時(shí)具有良好的生物相容性。更重要的是,我們通過(guò)檢測(cè)線粒體極性波動(dòng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞凋亡的監(jiān)測(cè)。
【圖文】：

１５邐１６逡逑圖１－３探針１２－１６的結(jié)構(gòu)式。逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ邋ｏｆ邋ｐｒｏｂｅ邋１２－１６．逡逑Ｓｏｎｇ等人合成了一個(gè)探針（１２）可以同時(shí)區(qū)分ＧＳＨ和Ｃｙｓ／Ｈｃｙ。探針響應(yīng)逡逑硫醇主要機(jī)制是基于分子內(nèi)重排和硫解。而且探針可以進(jìn)行細(xì)胞中響應(yīng)ＧＳＨ和逡逑Ｃｙｓ／Ｈｃｙ，有很好的應(yīng)用前景［４９】。逡逑Ｓｕｎ等人開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單易合成且新型的熒光探針（１３），探針有不同的反應(yīng)逡逑位點(diǎn)去分別響應(yīng)Ｃｙｓ，Ｈｅｙ和ＧＳＨ。并且探針可以在細(xì)胞中檢測(cè)Ｃｙｓ，Ｈｅｙ和逡逑ＧＳＨ具有不同的響應(yīng)信號(hào)，以此達(dá)到單個(gè)探針對(duì)多個(gè)分子目標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)。減少逡逑了合成成本，和方便快捷的檢測(cè)生物硫醇，具有很好的生物應(yīng)用價(jià)值［ＳＱ］。逡逑６逡逑

應(yīng)位點(diǎn)的比率式雙光子焚光探針。Ｙａｎｇ及其同事報(bào)道了一種單醛功能化雙光子逡逑熒光探針ＣＡｌ［４0Ｉ，，它利用二維ＩＣＴ系統(tǒng)顯示了其對(duì)Ｃｙｓ的特異性選擇的ｔｕｍ－ｏｎ逡逑熒光響應(yīng)（圖２－１Ａ）。根據(jù)我們的密度泛函理論（ＤＦＴ）計(jì)算結(jié)果（圖２－３），逡逑我們?cè)O(shè)想其對(duì)Ｃｙｓ的比率響應(yīng)的失敗是由于咔唑和吡啶部分之間剩余的強(qiáng)ＩＣＴ逡逑效率。對(duì)其對(duì)Ｃｙｓ的特異性預(yù)測(cè)，咔唑中的二維ＩＣＴ系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)探針和Ｃｙｓ／Ｈｅｙ逡逑之間的反應(yīng)速率。為了證實(shí)我們的猜想，我們分別懫用一維／二維ＩＣＴ系統(tǒng)（圖逡逑２－１Ａ）設(shè)計(jì)并合成了一對(duì)咔唑衍生物（Ｍｉｔｏ－ＳＣＨＯ和Ｍｉｔｏ－ＤＣＨＯ）。它們都逡逑可以僅在三個(gè)步驟中容易地合成（圖２－２），并且探針和中間體的結(jié)構(gòu)均通過(guò)ＮＭＲ逡逑和ＥＳＩ－ＭＳ譜確認(rèn)。逡逑正如預(yù)期的那樣，具有二維ＩＣＴ系統(tǒng)的Ｍｉｔｏ－ＤＣＨＯ可以作為線粒體靶向的逡逑比率雙光子熒光探針，用于特異性響應(yīng)Ｃｙｓ，并具有大的發(fā)射峰偏移（１１９ｍｎ）。逡逑咔唑部分作為供體（Ｄ）共享，雙醛基團(tuán)作為二維ＩＣＴ系統(tǒng)末端的受體（Ａ）作逡逑為Ｃｙｓ的識(shí)別位點(diǎn)，賦予探針良好的雙光子吸收特性，同時(shí)提氋ＩＣＴ效率。相逡逑反
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q255;O657.3

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本文編號(hào)：2690293