用于检测活性小分子的快速响应型荧光探针的设计、合成及生物应用

发布时间：2017-11-16 12:15

  本文关键词：用于检测活性小分子的快速响应型荧光探针的设计、合成及生物应用

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【摘要】：活性小分子在细胞功能的调控、信号传导、新陈代谢等过程中发挥重要作用。有研究发现过量产生的活性小分子与一系列疾病的发生发展紧密相关。因此,实时监测活性小分子在体内的变化,更好的了解它们在细胞中的生物学功能,发展理想的检测工具是十分必要的。目前,荧光探针已经广泛应用于细胞内活性小分子的分析检测,但由于活性小分子本身具有稳态浓度低,反应活性高等特性,且生物体内复杂的环境都给活性小分子的检测带来了一定难度。同时现有探针与活性小分子的反应时间长,这也给在细胞水平监测小分子的真实浓度变化带来了很大困难。因此,设计合成选择性好、快速响应、灵敏度高的荧光探针用于检测活细胞内活性小分子的真实浓度是生命化学学科发展中具有挑战性的前沿课题之一,尤其是对高选择性、快速响应的荧光探针的设计、合成还是非常具有挑战性的。基于此,我们分别发展了三种新型荧光探针,实现了对细胞及活体内HOCl、O2?-及H2O2的快速荧光成像检测。本论文主要包括以下内容:1、基于硒易被氧化还原的特性,利用2,7二溴芴酮作为骨架,设计合成了一种兼具单、双光子荧光性质的荧光增强型探针FO-PSe。该探针FO-PSe具有高选择性、快速响应、可逆等优点。高灵敏的单光子成像和高分辨、深组织穿透深度的双光子成像均表明:探针FO-PSe能够成功地可视化PMA、Zymosan刺激后的小鼠巨噬细胞、斑马鱼和小鼠体内HOCl。因此,探针FO-PSe是一种能够动态可逆地成像观察活细胞及活体内不同深度HOCl水平的理想工具。2、我们通过水热法一步合成了一种以碳点为基体的,兼具单、双光子荧光特性的荧光纳米探针,合成方法简单、所需原料廉价。并且用此方法合成的碳点具有较好的荧光性能、水溶性、光稳定性以及低的细胞毒性。与其它合成碳点的方法相比,此实验过程简便且荧光性能也更好。我们合成的这种基于碳点的纳米探针能够高选择性地、瞬时、可逆地检测O2?-水平的动态变化。单、双光子成像均表明:该碳点能够成功地可视化肝细胞内和小鼠体内O2?-变化,还能够动态可逆地检测凋亡刺激下的细胞内O2?-浓度波动。因此,我们合成的这种基于碳点的纳米探针是一种能够动态可逆地成像观察活细胞及活体内不同深度O2?-水平的理想工具。3、我们设计合成了一种对过氧化氢快速响应的荧光探针TPE-BO,TPE-BO含有四苯乙烯和硼酸酯两个单元。以易得的已合成的两种化合物为起始原料,经过一步简易、高效的合成反应制得该探针,且后处理容易、纯化简便。该荧光探针具有聚集诱导发光性质,能有效地降低探针与过氧化氢的反应时间,而且对过氧化氢具有高选择性,能实现细胞内原位检测过氧化氢的浓度变化。该探针为研究活细胞内过氧化氢的功能及生物学意义提供了一种良好的荧光工具。
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3

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本文编号：1192310