反应型活性氧荧光探针的构建及其在环境水样和生物体中的应用

发布时间：2018-04-23 13:28

本文选题：荧光探针 + 活性氧　；参考：《江苏大学》2017年硕士论文

【摘要】：活性氧基团(ROS)通常是细胞氧化代谢的产物。一方面,活性氧在众多生理功能中发挥重要作用;另一方面,过量的ROS也会产生氧化应激现象,引发一系列疾病。因此具有较好的选择性和灵敏度的检测活性氧的方法显得尤为重要。在多种检测ROS方法中,荧光探针法因操作简单、灵敏度高、成本低、时空分辨率高等优点脱颖而出。本论文设计并合成了四种荧光探针用于环境水样及活细胞中活性氧的检测。通过核磁共振波谱和质谱等方式确认其结构,通过测量紫外吸收光谱和荧光发射光谱研究了探针对活性氧的识别效果。主要研究内容如下:(1)在BODIPY荧光团母体中接入2,4-二硝基苯肼制备出一种新型的荧光探针,并用于次氯酸根的定性、定量检测。因结构中的碳氮异构化作用,探针1几乎无荧光;而加入次氯酸根后,碳氮双键会被氧化断裂,体系恢复绿色的荧光。溶液的颜色也从原本的粉色变为橙色。由于这种特异性反应,探针可在其他活性氧的干扰下专一识别出次氯酸根。随着次氯酸根浓度的增加,荧光强度也越来越强,且在0-340μM范围内两者呈良好的线性关系,因此可对次氯酸根进行定量检测,检出限为228 nM。利用体系荧光和颜色的变化而制备了探针测试条,可用于次氯酸根的可视化检测。另外,用二氨基马来腈代替2,4-二硝基苯肼制备了探针2,具有更低的检出限(19.8 nM)和更快的响应速度(10 s)。探针2检测次氯酸根的检测有很好的选择性,不受其他活性氧离子的干扰。用探针2溶液浸泡后得到的测试条可对次氯酸根进行可视化检测。更重要的是,探针2不仅在缓冲液有良好的检测性质,还能定量分析自来水、长江水和次氯酸钠消毒水中次氯酸根。(2)基于次氯酸根和肟基团间特异性反应设计并合成了一种香豆素荧光探针(探针3),并成功运用于环境水样品和生物样品中次氯酸根的检测。研究发现,探针本身无荧光,与次氯酸根反应后发射出很强的蓝色荧光。荧光强度在20 s内达到稳定,且不受其他离子的干扰,即探针有很好的选择性。并且由荧光值和次氯酸根浓度间的线性关系可得探针3对ClO-检出限为8.3 nM,如此高的灵敏度使得基于探针3的测试条可初步检测自来水中的次氯酸。加标回收实验也验证了探针3能在自来水、长江水、湖水和次氯酸钠消毒水中定量测出次氯酸根的浓度,回收率达到98.3%以上。此外,探针3水溶性好且生物相容性好,还成功应用于巨噬细胞RAW264.7细胞中外源性次氯酸根的可视化检测。(3)以硼酸酯为识别基团制备了一种定量、定性检测过氧化氢的荧光探针(探针4)。研究了探针中加入过氧化氢后紫外吸收光谱和荧光发射光谱,发现紫外最大吸收峰从321 nm变为372 nm,也出现了一个以451 nm为中心的荧光发射峰。在加入的过氧化氢浓度为0-180μM范围内,荧光强度随着浓度的增加而越来越大,通过两者间的线性关系计算出检出限为118.2 nM。并且即使在其他干扰离子的存在下,荧光值也几乎不受影响。此外,探针在偏碱性的环境下对过氧化氢的检测效果最好,因此将其用于巨噬细胞RAW264.7和结肠癌细胞SW480成像实验。结果显示探针可以很好的进入细胞内,并能检测到活体细胞中外源性的过氧化氢。
[Abstract]:Active oxygen species ( ROS ) is usually the product of cellular oxidative metabolism . On the one hand , reactive oxygen plays an important role in many physiological functions , and the detection limit is 228 nM . In addition , the probe 2 is prepared by measuring ultraviolet absorption spectrum and fluorescence emission spectrum . A quantitative and qualitative detection of hypochlorite in tap water has been carried out by using the linear relationship between the fluorescence intensity and the hypochlorite concentration . The results show that the probe can be used in the detection of hypochlorite in tap water , Yangtze River water , lake water and sodium hypochlorite .

【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

【参考文献】