以RGD多肽为靶向基团、BODIPY为信号基团、O-羧甲基壳聚糖为载体的荧光探针的制备及相关性能研究

发布时间：2020-06-30 06:11

【摘要】：肿瘤是人类生存健康威胁最大的杀手之一,肿瘤早期可视化诊断以及精准治疗引起了研究者们广泛的关注,荧光探针技术为解决这类问题,找到了突破口。目前在科学前沿领域,已报告出多种不同类型的荧光探针,商业化的荧光探针也广泛的应用。但是,他们都有一些弊端,如荧光易淬灭、荧光量子产率低、易受外界环境影响、毒性大、难溶于水、没有靶向性等。本文设计合成一种新型的两亲性的荧光探针,具体内容如下:(1)以对羟基苯甲醛、吡咯、6-溴-己酸乙酯、对甲氧基苯硼酸等为原料,经过溴化反应、氧化反应、Suzuki反应和酰化反应等,合成化合物BOD-L-C_5COONHS。并通过光学性能测试,发现其具有良好的荧光,其最大荧光发射波长为613 nm。(2)将壳聚糖在碱性条件羧甲基化反应,制备出O-羧甲基壳聚糖(O-CMC)。再将BOD-L-C_5COONHS接枝到O-CMC的-NH_2上,最后连cRGD多肽,制备出具有肿瘤靶向性和水溶性的荧光探针:BODIPY—O-CMC—cRGD。以该探针为载体,分别与BODIPY2和porphyrin两种染料自组装成两种“核-壳”结构的纳米粒子。(3)通过红外光谱、核磁、SEM、荧光光谱和共聚焦显微镜等实验对探针和纳米粒子进行了结构表征和生物性能测试。结果显示荧光探针是低毒性的,荧光探针及包覆BODIPY2的纳米粒子易被肿瘤细胞吞噬。包覆porphyrin的纳米粒子由于porphyrin分子刚性结构、粒径大,不能被肿瘤吞噬。如将抗肿瘤药物替代这两种染料,该荧光探针可望制备成具有精准诊疗一体化的抗肿瘤药物载体,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TQ460.1
【图文】：

状态图,受体,荧光,状态

电子基态能级处于荧光基团中最高未被占有轨道（HOMO）和最低的未被子轨道（LUMO）之间。电子从 LUMO 分子轨道跃迁到 HOMO 分子轨道释放一些能量，转化为荧光的形式。在这一过程中，被激发的电子可能来子的另一部分或者另一个分子，当跃迁到发光基团的 HOMO 轨道时，发的 LUMO 轨道电子返回到基态。伴随着这一过程，当 LUMO 轨道上的电通过辐射驰豫途径返回到基态时，会发生荧光淬灭现象。宏观上可能会观发射强度或者根本就没有荧光。当分子的另一部分或者另一个分子上有空道，而且处于发光基团的 HOMO 轨道和 LUMO 轨道之间，发光基团 LU道上的电子被激发跃迁到识别基团空轨道上，同时识别基团的电子跃迁到团的 HOMO 轨道上。当 PET 过程的电子以非辐射跃迁的途径从激发态到，发生荧光淬灭。识别基团与荧光基团结合和未结合时，产生的荧光强度显，呈明显的“off-on”状态。因此，在设计探针时，可以考虑通过增加或发光基团的 HOMO 轨道和 LUMO 轨道间的能量来增强或者削弱荧光发。

电子轨道

图 1-2 PET 的前线电子轨道图Fig. 1-2 Frontier orbital energy diagrams illustrating thermodynamics of PETDPA，di-2-picolylamine，被广泛地应用于 Zn2+传感器的受体。构建基的化学传感器最直接的方式就是把 DPA 直接连到各种荧光基团上，通过理可以产生有效的光传导信号。基于此，Silva 课题组[19]合成了典型的 PEon-off”传感器(化合物 i)，如图 1-3，把蒽连到 DPA 上，当与 Zn2+结合时过程被阻止，导致荧光增强，故可以用于检测 ZnCl2。

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