基于生物功能色素衍生荧光探针及活细胞成像研究

发布时间：2017-10-20 06:40

  本文关键词：基于生物功能色素衍生荧光探针及活细胞成像研究

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【摘要】：基于苯并噻唑、萘酰亚胺、七甲川菁染料生物功能荧光色素,设计、合成了三种高灵敏荧光探针,分别利用了激发态分子内质子转移(ESIPT)、荧光偏振技术(FP)、双激发双发射近红外荧光响应机制。进行了基于荧光探针的活细胞成像研究。(1)首次设计、合成了一种比值型荧光探针PDS-2,基于ESIPT原理,实现对高碘酸根的比值型定量检测。基于荧光技术的PDS-2能够帮助我们更好地理解高碘酸根参与生物、化学反应的作用机理。该探针可以被当作一种有用的工具,应用于公共卫生、食品安全以及环境保护等领域。(2)首次设计、合成一种基于萘酰亚胺的荧光偏振探针BIO,用于肿瘤细胞的定量检测。荧光偏振技术具有自校准功能,精确度高。检测过程可以在均相溶液中进行,无需细胞裂解和进一步的分离操作。实验表明,BIO对Hela细胞的最低检测限约为85 cells m L-1,线性范围是2.5×102-1×106 cells m L-1。萘酰亚胺荧光团具有较长的激发态荧光寿命和较好的光学稳定性,BIO适合于持续激发条件下的活细胞成像,通过细胞成像,可观察到其与CD44蛋白过量表达细胞的特异性识别过程。(3)基于七甲川花菁染料具有波长较长的近红外荧光的特点,且菁染料具有刚性平面结构和多个探针结合位点,同时结合血清白蛋白(以人血清白蛋白(HSA)作为代表)大分子在水溶液介质中存在结构选择性的疏水空腔,空腔内微环境极性较小可使染料的荧光强度增加的特点,设计、合成一种花菁染料荧光探针C7H,利用其与HSA结合的双波长荧光信号增强作用,实验结果显示合成的目标探针与血清蛋白质具有较强的位点特异性结合作用力,可以实现对于HSA的定量检测,并应用于人体尿液和血清的实际样品定量分析。(4)利用前期设计合成的基于FRET原理的比值型探针VTAF开展了活细胞内蛋白质相邻巯基的可视化动态跟踪研究。实验结果表明,有丰富的相邻巯基蛋白质位于线粒体。此外,一些氧化还原敏感的相邻巯基蛋白位于细胞表面。基于该比值型荧光传感技术,可以较好的实现活细胞内相邻巯基蛋白质的可视化、动态和定量检测跟踪。
【关键词】：高碘酸根 荧光探针 比值型检测 荧光偏振探针 活细胞成像 血清白蛋白
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 小分子荧光探针的识别机理11-16
• 1.2.1 分子识别与小分子荧光探针的结构11-13
• 1.2.2 光诱导电子转移（PET）13-14
• 1.2.3 分子内电荷转移（ICT）14
• 1.2.4 荧光共振能量转移（FRET）14-15
• 1.2.5 激发态分子内质子转移（ESIPT）15-16
• 1.2.6 荧光偏振检测技术16
• 1.3 小分子荧光探针的应用研究进展16-20
• 1.3.1 比值型荧光探针的介绍16-18
• 1.3.2 肿瘤常用检测方法与荧光手术介绍18-20
• 1.4 论文选题依据和研究思路20-22
• 第2章 一种基于ESIPT的高选择性、比值型高碘酸根荧光探针22-44
• 2.1 引言22-24
• 2.2 探针分子PDS-2 的设计24-28
• 2.3 实验部分28-43
• 2.3.1 仪器和试剂28-29
• 2.3.2 目标产物的合成29-33
• 2.3.3 探针PDS-2 对于高碘酸根的荧光响应行为33-36
• 2.3.4 探针PDS-2 对于高碘酸根的定量检测36-39
• 2.3.5 探针PDS-2 对于高碘酸根的选择性实验39-40
• 2.3.6 活细胞实验和荧光试纸条应用40-43
• 2.4 本章小结43-44
• 第3章 基于萘酰亚胺的高灵敏癌细胞荧光偏振探针44-65
• 3.1 引言44-45
• 3.2 荧光偏振探针BIO的设计45-47
• 3.3 实验部分47-64
• 3.3.1 仪器和试剂47-48
• 3.3.2 目标产物的合成48-52
• 3.3.3 BIO的结构表征52-54
• 3.3.4 BIO的荧光寿命和生物相容性54-55
• 3.3.5 BIO对HeLa细胞的荧光偏振响应55-58
• 3.3.6 BIO对HeLa细胞的定量检测58-60
• 3.3.7 BIO的活细胞成像实验60-61
• 3.3.8 He La细胞内BIO的亚细胞分布研究61-64
• 3.4 本章小结64-65
• 第4章 一种位点特异性双重“Turn-on”型荧光探针及尿液和血清中血清白蛋白检测65-79
• 4.1 引言65-66
• 4.2 探针C7H的设计66-67
• 4.3 实验部分67-78
• 4.3.1 仪器和试剂67-68
• 4.3.2 目标产物的合成68-72
• 4.3.3 探针C7H对HSA的荧光响应行为和选择性实验72-73
• 4.3.4 探针C7H对HSA的定量检测73-75
• 4.3.5 探针C7H对尿液和血清中HSA的定量检测75-78
• 4.4 本章小结78-79
• 第5章 选择性、比值型荧光探针对于活细胞内蛋白质相邻巯基的可视化跟踪研究79-93
• 5.1 引言79-81
• 5.2 探针VTAF的作用原理81-82
• 5.3 实验部分82-92
• 5.3.1 仪器和试剂82
• 5.3.2 VTAF对活细胞内源性相邻巯基蛋白的原位成像82-84
• 5.3.3 VTAF对活细胞内源性VDPs的动态跟踪84-87
• 5.3.4 基于VTAF的VDPs亚细胞分布研究和比值成像87-92
• 5.4 本章小结92-93
• 参考文献93-107
• 附录（部分典型波普）107-121
• 攻读学位期间取得的研究成果121-122
• 致谢122

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1 王姗姗;;小分子荧光探针在硫醇检测中的最新研究进展[J];科技信息;2010年23期

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本文编号：1065821