新型纳米荧光探针的合成及其对氧化还原相关活性分子的检测与成像

发布时间：2017-12-17 19:27

  本文关键词：新型纳米荧光探针的合成及其对氧化还原相关活性分子的检测与成像

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【摘要】：氧化还原状态的平衡对于生命有机体的存在来说是至关重要的。氧化性物质与还原性物质二者的活性与比例决定着细胞内氧化还原的状态。对细胞而言,氧化还原状态的变化对细胞的信号转导、基因转录等过程造成重要的影响。对于氧化性和还原性物质的检测方法,主要有电化学分析法、高效液相色谱法、酶法分析、 电子顺磁共振法等。这些方法虽然选择性好、灵敏度高,但都只适用于体外间接测定,不能够用于细胞和生物体内的检测。本论文采用不同的方法和技术合成新型纳米荧光探针并将它们用于生物体内氧化还原活性物质(如还原性辅酶Ⅰ、过氧亚硝酸根和谷胱甘肽)的选择性检测,为生物体内及细胞内氧化还原活性物质的检测提供新的思路和方法。全文分为四个部分,具体内容如下：第一章绪论本章首先介绍了氧化还原平衡状态的重要性,然后简述了目前用于测定活性氧、还原性物质和氧化还原可逆过程的荧光探针,着重强调了发展氧化还原可逆型荧光探针的重要意义。其次,介绍了量子点水凝胶在荧光方面的应用,并概述了基于金纳米簇的荧光应用。最后,阐明本论文研究的意义和主要研究内容。第二章量子点水凝胶荧光成像细胞乳酸释放在本章中,利用碲化镉半导体量子点制备简单、光学特性稳定、易被功能化修饰等优点,制备碲化镉量子点并对其表面进行功能化修饰,利用其自身自组装成凝胶的性质,成功得到一种新型检测还原型辅酶I (NADH)的功能化量子点水凝胶荧光探针。使用透射电镜(TEM)、紫外分光光度计对该荧光探针进行表征,利用荧光光谱考察了该荧光探针的稳定性和其对NADH的线性范围等参数。结果表明,基于荧光共振能量转移原理,该量子点凝胶可以检测NADH。NADH是生物体内NAD+酶生化反应的还原产物,基于此该探针可实现对酶反应底物的荧光检测。乳酸在辅酶I (NAD+)和乳酸脱氢酶(LDH)存在条件下产生NADH,通过对NADH的荧光检测,间接实现对乳酸的荧光检测。该探针对乳酸浓度在0.05～10 mM范围内呈良好的线性关系,最低检测浓度为50μM (S/N=3)同时利用探针凝胶的性质实现对癌细胞的包裹,进而完成对单个癌细胞代谢产物乳酸的荧光成像分析。第三章含硒金纳米簇探针荧光成像与传感细胞内过氧亚硝酸根本章制备了硒代蛋氨酸修饰的金纳米簇材料并将其应用于过氧亚硝酸根(ONOO-)的荧光检测。以生物相容性好的金纳米簇为发光纳米材料,利用金-硒键将硒代蛋氨酸分子修饰在金纳米簇表面,制备出一种新型荧光纳米探针。使用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见(UV-Vis)和荧光光谱仪等进行表征。同时,研究功能化的金纳米簇探针在不同pH值下检测ONOO-的分析特性。实验结果表明,该探针与过氧亚硝酸根的线性响应范围为1-10μM,最低检测限达到0.1μM (S/N=3)。此外,该荧光探针能够可逆地检测过氧亚硝酸根(ONOO-)和谷胱甘肽(GSH)引起的氧化还原过程,并可用于细胞内ONOO-的传感和成像。第四章掺碲金纳米簇荧光检测鼠脑渗析液中的过氧亚硝酸根金纳米簇具有粒径小且无毒等性质广泛应用于传感和成像领域。硫、硒和碲元素相关的物质大都具有氧化还原活性,可以将其用于氧化还原型探针的制备。本章中,BSA用于金纳米簇合成中的稳定剂和还原剂,加入亚碲酸钠,一锅法制备掺碲的金纳米簇。实验结果表明,该荧光探针对ONOO-相比其它活性氧具有良好的选择性,该探针对ONOO-的线性检测范围是0.2-100μM,最低检测限达到0.1μM (S/N=3)此外,该荧光探针能够对过氧亚硝酸根(ONOO-)和谷胱甘肽(GSH)引起的氧化还原平衡过程进行可逆地检测。基于其优异的分析性能,此探针被进一步用于荧光在线检测SD大鼠在全脑缺血以及再灌注过程中,其脑渗析液内ONOO-的含量变化。
【学位授予单位】：华东师范大学
【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：1301307