基于单体—激基缔合物荧光转换设计的荧光检测体系及其应用探讨

发布时间：2019-01-05 04:55

【摘要】：二硫苏糖醇是一种强还原剂,常用于保护生物分子中的巯基,并在细胞生物学、生物化学和药学的临床实验上有重要应用。当二硫苏糖醇水平出现异常时,将会对实验过程中一些生物分子如多肽、蛋白质以及DNA氧化还原平衡起到破坏作用。由于二硫苏糖醇常被应用于含有其他生物硫醇或含巯基的生物分子的复杂系统中,寻找简捷并有效区分二硫苏糖醇与其他硫醇的检测手段对二硫苏糖醇的使用安全以及研究其与各种硫醇间相互作用有重要意义。工业设备或精密仪器在运行过程中需要掌握其整体温度分布情况,防止局部过热而导致仪器损坏或产生危险;而生命系统中温度的微小变化对一些生理功能过程都有重要影响。了解温度的变化与响应对系统的物理或化学性质变化与控制有着重要作用。然而,传统的温度计不能满足在复杂的环境中对温度实现高空间分辨率的有效计量的要求,因此探索能够在复杂、严苛环境中灵活使用的新型温度测量方法具有重大意义。荧光探针检测操作灵活、简便,同时还表现出高时间-空间分辨率、非破坏性、优异的灵敏度、远程可控等优势,在微观环境以及宏观环境的应用发展迅速。同时将荧光探针检测的优势与多种响应机理结合,有望解决一些分子识别的难题以及为探索新型温度测量方法提供指导。本论文采用荧光量子产率高、具有单体-激基缔合物荧光转换效应的芳香族有机物芘作为生色团,分别设计两个荧光检测体系,具体结果如下:(1)以芘作为生色团,通过酯化反应引入能与巯基发生加成反应的马来酰亚胺基团,该基团能够通过光诱导电子转移效应有效猝灭芘的荧光,从而构建一个基于芘单体状态与激基缔合物荧光发射的差异来识别二硫苏糖醇的荧光增强型探针Py-MA。采用质谱、核磁共振氢谱及核磁共振碳谱对所得探针结构进行表征,并分别通过质谱与高效液相色谱来证明探针检测机理的正确性。此探针对二硫苏糖醇显现出优异的选择性,能够对低浓度范围内二硫苏糖醇进行定量检测,最低检出限为0.07μM。可以将此探针应用于对蛋白质样品中二硫苏糖醇的测定及对细胞中外源性二硫苏糖醇的荧光成像。(2)采用季铵化反应得到带正电的芘衍生物Py-N,将其与聚苯乙烯磺酸钠组合并置于PBS缓冲液中相互作用,充分利用Py-N单体-激基缔合物间的荧光信号转换以及静电吸引作用,构建能对温度变化作出有效响应的聚合物荧光体系。采用质谱与核磁共振氢谱等手段表征所得衍生物的结构,并通过实验确定该聚合物荧光体系能够保持良好的光学转变效果时聚合物与衍生物的最佳比。在该最佳比下发现聚合物荧光体系具有良好的荧光变化可逆性与温度响应性,其荧光强度比值与温度变化的曲线可被一个非线性的五次项方程拟合,R2值达到0.9997。采用CIE色度图描述该聚合物荧光体系荧光颜色随温度的变化,分析结果表明该体系具有在复杂环境中获得温度及温度分布信息的潜能。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华南理工大学
【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：2401301