检测丙二醛的荧光探针的构建及应用研究

发布时间：2019-11-16 05:13

【摘要】：丙二醛,是脂质过氧化的标志性产物之一,在生物体内的含量可以直接反映生物体被氧化的程度或损伤的程度,很多疾病的检测都将其含量作为判断的标准之一。到目前,已有很多的检测方法应用在丙二醛的检测中,但这些检测方法大多由于检测条件苛刻而仅能应用在体外样品中的丙二醛检测,在检测过程中还需要依赖于高效的分离手段,才能获得良好的检测效果。而利用小分子荧探针对丙二醛进行检测则可以很好的避免上述问题,并且分子荧光探针与荧光成像技术的连用可以直接监测细胞及活体内的丙二醛。但选择性检测丙二醛的荧光探针的发展情况并不理想。因此设计合成针对检测丙二醛的荧光探针是非常有必要的。丙二醛分子有两个醛基,可以与肼中的两个氨基依次发生反应,生成五元环状的吡唑类化合物。我们利用肼与丙二醛的反应的特异性,产物结构的稳定性,设计合成了两种高选择性检测丙二醛的荧光探针。本论文分为三章,主要内容如下:第一章绪论。主要介绍检测醛类化合物的荧光衍生化试剂,以及荧光探针的发展。在此基础上提出的本论文的思路。第二章本章中,我们构建了一种罗丹明酰肼类荧光探针RB4-1,有机的将苯酰肼与丙二醛的专一反应和罗丹明螺酰胺类化合物的螺环开环反应结合起来,实现了对细胞内丙二醛的专一检测。探针RB4-1利用苯酰肼作为识别基团,在弱酸性环境下与丙二醛反应生成罗丹明-吡唑类化合物,探针分子内的螺环结构被打破,罗丹明的大共轭TT键体系恢复,紫外吸收在575 nm处与荧光强度在600 nm处均显著增强。探针RB4-1在检测丙二醛的实验条件下,对常见的金属离子、其他小分子醛类以及生物体内的常见的物质均无响应,对丙二醛的选择性非常好。应用该探针分子,我们成功实现了对细胞内丙二醛的检测,测试条件改变后还可以应用于体外样品中丙二醛的检测,表明该探针分子可以应用于不同生物体系中丙二醛的检测,具有良好的应用前景。第三章本章中,我们以4-肼-7-硝基-苯并呋咱(NBDH)作为荧光探针实现了对丙二醛高灵敏高选择性的检测。探针NBDH以苯肼作为识别基团,与丙二醛反应后生成化合物NBD-P1,NBD-P1的最大吸收波长在474 nm处,相比NBDH红移100 nm,摩尔吸光系数为3.09×104L·mol-1·cm-1,在水中的荧光量子产率高达0.105,本次实验利用NBD-P1这些优异的光物理性质以及苯肼与丙二醛反应的特异性,通过选择合适的测试条件,仅利用荧光分析法实现了对丙二醛的检测,检出限为7.2 nM。我们已经成功的将NBDH应用于胎牛血清环境中的丙二醛检测,检测的准确度可达到98%,表明NBDH可以应用于体外样品中丙二醛的检测。
【图文】：

原理图,氢键作用,原理,甲醛

１．２．３．１利用Ｃｏｐｅ对甲醛检测的荧光探针逡逑１＾１１［６９］课题组以６－羟基萘最为原料合成了一种基于分子内电荷转移机理（ＩＣＴ），利逡逑用Ｃｏｐｅ重排实现对甲醛选择性检测的荧光探针ＲＦＦＰ。反应机理如图１．５所示，探针以逡逑氨基作为识别基团，与甲醛反应后经２－氨基Ｃｏｐｅ重排水解，２－氨基丙烯基变为醛基，，逡逑吸电性变强，表现出焚光发射波长从３５９邋ｎｍ红移至４５１邋ｎｍ处，摩尔吸光系数增大的现逡逑象。在检测过程中发现，虽然探针ＲＦＦＰ与甲醛的反应时间相对较长（２ｈ），但对甲醛逡逑的选择性非常好，对其他活泼的醛类没有响应。此探针己经成功的应用在细胞中甲醛的逡逑成像实验中，并取得了良好的实验结果。逡逑ＮＨａ逦0逦Ｏ逡逑＾邋ｈｏｊ00Ａｈ逡逑ＲＦＦＰ逡逑ＨＣＨ0逦ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ逡逑｜ｌ逦ＨＮ＾逡逑ｒｒＶ邋一逡逑图１．５邋ＲＦＦＰ检测甲醛的原理图逡逑５逡逑

荧光变化,背景信号,探针

过多可能会造成罗丹明本身荧光的猝灭，所以仅在反应位点的邻位引入硝基。接下来，逡逑对ＲＢ４－１与ＭＤＡ的反应效果做了探宄，测量了邋ｐＨ邋４．６，邋３７°Ｃ时探针ＲＢ４－１与ＭＤＡ反逡逑应三小时后的荧光变化情况，如图２．１所示，ＲＢ４－１与ＭＤＡ反应后的荧光强度相较探逡逑针本身在此条件下的荧光增加了邋１５倍，与ＲＢＨ相比，ＲＢ４－１与ＭＤＡ的反应效果更好，逡逑这个实验结果表明邻位硝基的引入可以增加苯酰肼与ＭＤＡ之间的反应活性。逡逑从图２．１看出在ＲＢＨ在检测ＭＤＡ时背景信号较强，而在相同的条件下ＲＢ４－１的逡逑背景信号较低，接下来我们探究了探针ＲＢ４－１与ＲＢＨ的荧光强度随ｐＨ的变化情况，逡逑结果见图２．２。通过图２．２中的实验数据计算得ＲＢ４－１的ｐＫａ为４．０７８，ＲＢＨ的ｐＫａ为逡逑４．３３８，说明在ｐＨ邋４．６时，探针ＲＢ４－１中的螺内酰胺被打开的较少，而ＲＢＨ中的螺内逡逑酰胺环被打开的较多，所以ＲＢＨ的背景信号较强。低的背景，有效的荧光信号的增加逡逑和高的反应活性，使得探针ＲＢ４－１在相对温和的条件下实现对ＭＤＡ的检测是非常有可逡逑能的。逡逑５００－１逦逡逑＾逦■■邋ＰｉｉＢ｜ａｎｋ邋！■逡逑Ｉ４。。：逦＿逦＋一逦■逡逑１３0°－逦NB逡逑ｉ00．逦１逡逑备邋■Ｉ：丨逡逑２！邋ｉ00－逡逑ＲＢＨ逦ＲＢ４－１逡逑图２．１邋ＲＢＨ与ＲＢ４－１在ｐＨ４．６
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.3

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