發(fā)布時(shí)間：2017-04-25 12:00

  本文關(guān)鍵詞：放射性、熒光探針在分子與細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,納米探針已經(jīng)成為一種有效地細(xì)胞成像工具,因?yàn)樗心芰ω?fù)載盡可能多的小分子探針從而達(dá)到所需要的信號。然而,納米探針通常面臨著攝取低和靶向難的問題,此外還有制備繁瑣和重現(xiàn)性差等問題。自組裝是自然界中比較普遍和重要的過程,它能夠很容易解決上述問題。我們利用一個(gè)生物相容性的縮合反應(yīng),即半胱氨酸上的1,2-氨基硫醇基團(tuán)和CBT上的腈基基團(tuán)之間的反應(yīng),該反應(yīng)可以在很低濃度(μM)被pH,還原和蛋白酶等因素在細(xì)胞內(nèi)控制性組裝成納米粒子。我們設(shè)計(jì)了/Acetyl-Arg-Val-Arg-Arg-Cys(StBu)-Tyr(I-125)-CBT (1)用于在腫瘤細(xì)胞中自組裝放射性納米粒子(125I-NPs).探針進(jìn)入細(xì)胞后,Cys上的雙硫鍵會(huì)被細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽還原,然后RVRR片段會(huì)被furin酶剪切,生成中間體1-Core。兩個(gè)1-Core會(huì)迅速生成兩親性二聚體1-Dimer,其含有親酯性的芳香大環(huán)由于π-π堆疊作用能夠自組裝放射性l25I-NPs。生成的放射性納米粒子一方面可以聚集細(xì)胞內(nèi)的信號,另一方面由于納米堆疊以及親酯性會(huì)阻止被泵出細(xì)胞。同時(shí)我們也設(shè)計(jì)了對照化合物(1-Scr),1-Scr是不能被酶識別剪切,從而不能在細(xì)胞里發(fā)生自組裝。與對照化合物1-Scr相比,放射性探針1在腫瘤細(xì)胞中有明顯的攝取增強(qiáng),有望進(jìn)一步用于活體腫瘤成像。 生物硫醇(Biothiols),如半胱氨酸(Cys),高半胱氨酸(Hcy),和谷胱甘肽(GSH),通過維持硫醇的還原和氧化形式對生物系統(tǒng)中氧化還原平衡起著關(guān)鍵作用。通常地,細(xì)胞內(nèi)的生物硫醇的變化與疾病的狀態(tài)密切相關(guān),比如白細(xì)胞損失,牛皮癬,肝損傷,癌癥,獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)和心血管疾病等。因此,對這些含巰基的生物分子在生物系統(tǒng)的含量水平的評估可能有助于一些疾病的早期診斷。我們設(shè)計(jì)的基于磺胺自淬滅的熒光探針1,當(dāng)加入Cys,Hcy,和GSH時(shí),開啟熒光的發(fā)射峰分別在522,517,和490nm。和其他的磺胺類探針不同(只經(jīng)歷還原過程),熒光探針1分別經(jīng)歷了GSH還原,Cys縮合和還原,Hcy縮合和還原并依次生成了CBT, Aminoluciferin,和CBTHcy三種不同的熒光產(chǎn)物。熒光探針1由于其高靈敏度和好的選擇性,成功地用于在20種氨基酸中區(qū)分檢測生物硫醇。同時(shí),熒光探針1通過比例熒光計(jì)算成功地用于活細(xì)胞中區(qū)分檢測Cys和GSH。 快速而簡便的選擇性檢測以及吸附Cd2+離子對于環(huán)境保護(hù)和人類健康都具有十分重要的意義。超分子水凝膠由于其具有生物相容性、可降解等優(yōu)異特性,吸引了研究者們廣泛的興趣。因此,深入的研究水凝膠在金屬離子,生物標(biāo)志物的檢測成像等方面具有很大的應(yīng)用價(jià)值。我們設(shè)計(jì)了一個(gè)基于聯(lián)吡啶的凝膠因子1可以快速選擇性檢測并可視化吸附去除Cd2+離子。凝膠因子1結(jié)合Cd2+離子后,在470nm產(chǎn)生很強(qiáng)的熒光發(fā)射(增強(qiáng)86倍),并用于水中以及細(xì)胞中定性定量檢測Cd2+離子。凝膠因子1在質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5wt%,調(diào)節(jié)pH至5.5會(huì)自組裝形成水凝膠納米材料,并且可以用其可視化檢測和吸附Cd2+離子。 金屬配體作用在自然生物體系中起著重要的作用。在過去幾年內(nèi),基于配位的自組裝體系已經(jīng)演變成一個(gè)完善的策略通過金屬-配體作用來構(gòu)造新穎的納米結(jié)構(gòu)。在金屬-配體作用中,金屬-聯(lián)吡啶的配位作用通常用來將構(gòu)建模塊組裝成高級納米結(jié)構(gòu)。我們設(shè)計(jì)了基于聯(lián)吡啶衍生物1,包含2-氰基-6-氨基苯并噻唑(CBT)和半胱氨酸基團(tuán)為了分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)繼而自組裝成納米環(huán)。聯(lián)毗啶部分與賴氨酸的側(cè)鏈氨基相連是設(shè)計(jì)用來形成納米環(huán)后和金屬離子絡(luò)合。詳細(xì)來說,TCEP還原后,1的雙硫鍵被還原,誘發(fā)分子內(nèi)縮合反應(yīng)生成大環(huán)分子產(chǎn)物3。然后兩親性的分子3會(huì)馬上自組裝成納米結(jié)構(gòu)(這里是納米環(huán))并且在環(huán)狀表明富集豐富的聯(lián)毗啶基團(tuán)。一旦加入金屬離子(比如,Fe2+),由于Fe2+-聯(lián)吡啶的配位作用,納米環(huán)會(huì)聚集在一起形成更高級的納米結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：分子成像 放射性成像 熒光成像 縮合反應(yīng) 自組裝
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q6-33;O657.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-43
• 1.1 分子成像技術(shù)概述13-16
• 1.2 放射性核素成像16-18
• 1.3 光學(xué)成像技術(shù)進(jìn)展18-30
• 1.3.1 熒光探針在檢測生物硫醇的研究應(yīng)用18-26
• 1.3.2 光學(xué)探針在檢測鎘離子的研究應(yīng)用26-30
• 1.4 本論文的設(shè)計(jì)思想及研究內(nèi)容30-34
• 1.4.1 放射性探針用于furin酶成像的設(shè)計(jì)30-31
• 1.4.2 熒光探針的設(shè)計(jì)31-32
• 1.4.3 Fe~(2+)-聯(lián)吡啶螯合聚集納米環(huán)的提出32-34
• 參考文獻(xiàn)34-43
• 第二章 自組裝放射性納米粒子增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞攝取43-63
• 2.1 引言43
• 2.2 本課題的提出和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)43-44
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法44-50
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方法及儀器型號44-45
• 2.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)45
• 2.3.3 化合物的合成45-50
• 2.4 結(jié)果與討論50-60
• 2.4.1 化合物的合成過程50-51
• 2.4.2 體外酶切驗(yàn)證和表征51-54
• 2.4.3 免疫熒光染色54-55
• 2.4.4 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)(MTT法)55-56
• 2.4.5 細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)56-57
• 2.4.6 在MDA-MB-468細(xì)胞中自組裝成納米粒子57-59
• 2.4.7 細(xì)胞洗脫實(shí)驗(yàn)59-60
• 2.5 本章小結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 第三章 熒光探針用于溶液以及細(xì)胞中區(qū)分檢測生物硫醇的研究63-89
• 3.1 引言63-64
• 3.2 本課題的提出與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)64
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法64-70
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方法及儀器型號64-65
• 3.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)65
• 3.3.3 化合物的合成65-70
• 3.4 結(jié)果與討論70-82
• 3.4.1 化合物的合成過程70
• 3.4.2 選擇性和抗干擾實(shí)驗(yàn)70-71
• 3.4.3 反應(yīng)機(jī)理研究71-77
• 3.4.4 體外區(qū)分檢測Cys,Hcy,or GSH77-79
• 3.4.5 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)79-80
• 3.4.6 活細(xì)胞區(qū)分檢測Cys和GSH80-82
• 3.5 小結(jié)82-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 第四章 基于聯(lián)吡啶超分子水凝膠可視化熒光檢測和吸附Cd~(2+)的研究89-113
• 4.1 引言89
• 4.2 本課題的提出和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)89-90
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法90-94
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)方法及儀器型號90
• 4.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)90-91
• 4.3.3 化合物的合成91-94
• 4.4 結(jié)果與討論94-108
• 4.4.1 化合物的合成過程94
• 4.4.2 體外定性定量檢測Cd~(2+)離子94-99
• 4.4.3 熒光機(jī)理研究99-100
• 4.4.4 選擇性實(shí)驗(yàn)100-102
• 4.4.5 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)102-103
• 4.4.6 細(xì)胞中Cd~(2+)離子檢測103-105
• 4.4.7 1 的成膠以及使用Gell可視化檢測Cd~(2+)離子105-107
• 4.4.8 Gel I可視化吸附Cd~(2+)離子107-108
• 4.5 小結(jié)108-109
• 參考文獻(xiàn)109-113
• 第五章 基于Fe~(2+)-聯(lián)吡啶螯合聚集納米環(huán)113-127
• 5.1 引言113
• 5.2 本課題的提出和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)113-114
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法114-117
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)方法及儀器型號114
• 5.3.2 化合物的合成114-117
• 5.4 結(jié)果與討論117-122
• 5.4.1 化合物的合成過程117
• 5.4.2 還原控制縮合反應(yīng)以及Fe~(2)-聯(lián)吡啶配位促進(jìn)自組裝的研究117-122
• 5.5 小結(jié)122-123
• 參考文獻(xiàn)123-127
• 致謝127-129
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文129-130

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳秀蕓;滑靜;楊佐君;王曉霞;楊開倫;張潔;;不同硒源及水平對蛋用種公雞肝臟中硒含量、抗氧化性及基因表達(dá)的影響[J];動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào);2013年09期

2 蔣武;黃旺森;盧立用;;鎘離子快速檢測方法研究進(jìn)展[J];廣東化工;2013年17期

3 吳建兵;凌麗霞;馬國章;王寶俊;;巰基-乙烯基點(diǎn)擊反應(yīng)在紫外光固化過程中的應(yīng)用[J];高分子材料科學(xué)與工程;2013年10期

4 惠佳;唐玉生;孔杰;;超支化拓?fù)涓叻肿印包c(diǎn)擊化學(xué)”合成的新進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年01期

5 汪文龍;呂輝;張國棟;夏春谷;李福偉;;自催化點(diǎn)擊化學(xué):新型基于氮雜卡賓銅配合物的超分枝“click聚合物”的合成與表征（英文）[J];分子催化;2014年01期

6 朱東建;江華;;基于花菁的硫醇近紅外比率熒光探針[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2014年01期

7 尹寶;李彥斌;韓立民;;高血壓病中醫(yī)辨證分型與血漿同型半胱氨酸(HCY)的相關(guān)性研究[J];贛南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年01期

8 Mehmet Yaman;Ibrahim H Yaman;;Variations in Toxic Metal Levels of Two Fish Species,Pomatomus saltatrix and Dicentrarchus labrax,and Risk Estimation for Children[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年02期

9 楊會(huì)芳;梁新安;常介田;秦娜;;葉面噴施硒肥對不同蔬菜硒富集及產(chǎn)量的影響[J];北方園藝;2014年11期

10 孫春陽;邢煥;欒素軍;薩仁娜;張宏福;丁美芳;;葡萄糖氧化酶和酵母硒復(fù)合添加劑對肉雞生長性能、抗氧化性能及肉品質(zhì)的影響[J];動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào);2014年09期

  本文關(guān)鍵詞：放射性、熒光探針在分子與細(xì)胞成像中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：326254