反应型荧光探针的构建及生物传感研究
[Abstract]:Compared with the fluorescence probe based on the weak interaction between the host and the guest, the reactive fluorescence probe makes use of the specific chemical reaction of the analyte to regulate the change of fluorescence, so it has some advantages in selectivity and sensitivity. At present, it has been a hot spot in the field of fluorescence sensing, and has been widely used in real-time monitoring and imaging of biologically related small molecules or ions. In this paper, the mechanism of electron transfer, such as hydrogen sulfide, biological mercaptan, biological active oxygen species and hypochloric acid, which can regulate the important physiological and pathological functions of biology, is combined with specific chemical reactions and the mechanism of electron transfer induced by snail ring opening and photoinduced electron transfer. The related fluorescent probes were designed and synthesized, and the sensing performance of the probes was systematically evaluated under simulated physiological conditions, and the specific fluorescence imaging of this series of biological small molecules was realized at the cellular level. In addition, using the specific chemical reaction between o-aminophenylacetylene derivatives and Au~ (3), a fluorescence probe with high selectivity to recognize Au~ (3) was constructed, which provides a visual tool for the study of the role of the ion pharmacology and pathology. The related contents are summarized as follows: (1) with 5 (6) -carboxyl-rhodamine as the signal unit, 7-nitrobenzoxadiazole as the reaction unit, Based on the "on-off" principle of the snail ring and the photoinduced electron transfer (PET) mechanism, the 2-1a and 2-1b fluorescence probes of messenger molecule hydrogen sulfide (H 2S) and biological mercaptan were designed and synthesized. In the PBS buffer solution (10 mM,pH=7.4,1 m M CTAB), the probe 2-1a mainly existed as non-fluorescent spirolide. After captopolysis with H _ 2S, the snail ring was opened, the solution changed from colorless to pink, and the fluorescence increased nearly 160-fold. In view of the good cell permeability, the probe has realized the fluorescence image of exogenous H2S in HaLa cells. In the PBS buffer solution (10 mMg pH = 7.4), the probe 2-1b mainly exists in the form of ring opening, and the probe itself has no fluorescence due to the existence of PET from Rhodamine fluorescence group to NBD group. However, after reaction with cysteine, the NBD unit of the probe cleavage. Rhodamine fluorescence group was released, resulting in obvious fluorescence enhancement, and the detection limit was up to 2.8 脳 10 ~ (-8) mol / L. (2) A mitochondrial targeting group was designed and synthesized with naphthalene diimide as fluorescence group, selenomorpholine as reaction group and triphenylphosphine cation as targeted group. The fluorescence probe 3-1 can be used to detect hypochlorite (HOCl). In PBS buffer solution (20 mM,pH=7.4), the probe has almost no fluorescence due to the PET process, and the selenium atom of the probe is oxidized to selenium sulfoxide after the reaction with HOCl, which inhibits the quenching of PET and leads to obvious fluorescence enhancement. It is worth noting that the probe has a very high sensitivity to HOCl and can cause 40 times fluorescence enhancement with a detection limit of 4.2 nM.. In addition, the probe showed good selectivity to HOCl, and no other bioactive oxides could induce obvious fluorescence response. The probe has been successfully used for the detection of mitochondrial and Qg derived HClO in RAW246.7 cells. (3) the fluorescence probe 4-1, which can selectively recognize Au~ (3), was constructed with fluoroborboron dipyrrolidine-methylpyrrolidene (BODIPY) as the reactive group and phenylethynyl aniline as the reaction group. In EtOH-PBS buffer solution (20 mM,pH=7.4,v/v=1:1), the probe has almost no fluorescence due to the PET process, and in the presence of Au~ (3), the probe has an intramolecular cyclization reaction, resulting in the conversion of 2- (phenylethynyl) aniline to 2-phenylindole. This process inhibits the quenching of PET and leads to a marked enhancement of fluorescence. Selective studies show that other metal cations can hardly cause the fluorescence changes of the probe. The probe has been applied to the detection of Au~ (3) in water samples and fluorescence imaging of Au~ (3) in HeLa cells.
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.3;TP212.3
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,本文编号:2220729
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