氮杂环双光子荧光核酸探针的制备及其性质的研究

发布时间：2021-01-31 05:21

　　双光子荧光核酸探针在DNA双光子荧光显微成像领域具有重要的应用前景。本文利用Vilsmeier甲酰化反应和哌啶催化下的羟醛缩合反应合成了8种喹啉基咔唑类双光子荧光核酸探针材料,其中7种未见报道。研究了它们在DMF中的电子跃迁吸收光谱、荧光发射光谱,计算了量子产率;采用脉宽为120 fs、波长为800nm和重复频率为1 kHz（Ti:蓝宝石激光器）的脉冲激光研究了双光子光学性质,测定了双光子诱导的荧光光谱、双光子吸收截面和活性吸收截面;研究了化合物作为核酸探针与小牛胸腺DNA在Tris-HCl-NaCl缓冲溶液中作用前后的电子跃迁吸收光谱、荧光发射光谱及双光子荧光发射光谱的变化。讨论了分子结构对化合物光学性质和DNA光开关效应的影响。通过化合物与单个碱基、核苷酸及DNA体外作用的电子跃迁吸收光谱、荧光发射光谱及圆二色谱变化,并利用Gaussian 09软件和含时密度泛函理论方法计算了探针分子在水中及非水环境的电子跃迁能级,讨论了在DNA作用下化合物光学性质改变的原因,探讨了探针分子与DNA融合机理。利用莱卡DMI3000B倒置显微镜和卡尔蔡司Carl Zeiss LSM710激光扫描共聚... 

【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省

【文章页数】：176 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

单光子吸收与双光子吸收示意图

图 1-2 双光子激发与单光子激发的穿透性Fig.1-2 Penetration performance of one-photon and two-photon excitation 高度的穿透性。由于双光子荧光的激发光波长一般为单光子吸收(通见光区)的两倍，其波长基本位于近红外至红外区，因此 Rayleigh 散组织的光损伤较小，因此入射光的穿透性较好。 双光子吸收遵循与单光子不同的选择定则[15, 16]。于以上突出的特点，双光子吸收效应可用于诸如激光微加工、光限存储等领域[17-19]。另外，由于其激发波长通常位于生物光学窗口范体对此波段光的线性吸收和 Rayleigh 散射均很小，同时激发光源对和光损伤均较低，因此这项技术在生命科学领域的应用和发展受到[20-22]。双光子吸收荧光显微成像概述

显微镜广泛应用在细胞结构和形态学研究、荧光原位7]。单光子激光扫描共聚焦显微成像技术工作原理如图 1短，导致激发光对生物样品存在一定的光损伤、光致不强，无法进行样品深度范围内的三维成像。成像技术则可以很好的避免上述的缺陷，其工作原理如光子流激发下，荧光分子(样品)能够同时吸收两个光子，发射过程相当于单光子跃迁所产生的荧光发射过程光路系统几乎与单光子激发的荧光显微镜相同。由于为避免对生物组织及细胞的光损伤，需采用高能量的源，其特点是虽然激光峰值能量高，但平均能量较低生在焦点处，因此双光子荧光显微镜不需要利用共焦很高的荧光检测效率[28-31]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation of two-photon fluorescent probe and biological imaging application in cells[J]. 迟书恒,李亮,吴谊群.  Chinese Optics Letters. 2016(06)
[2]核酸定量技术及其在生物检测中的应用[J]. 叶子弘,金荣愉,崔海峰,时鹏涛,俞晓平.  中国计量学院学报. 2012(01)
[3]双阳离子咔唑衍生物与DNA相互作用的光谱研究[J]. 张元红,孙渝明,刘鑫,赵宁,于晓强,黄柏标.  高等学校化学学报. 2010(09)
[4]几种新的分析测试技术[J]. 金钦汉,牟颖.  现代科学仪器. 2007(04)
[5]双光子吸收光致变色三维光存储实验研究[J]. 唐火红,周拥军,蒋中伟,黄文浩,夏安东,孙梵,张复实.  中国激光. 2005(01)

博士论文
[1]咔唑衍生物类双光子荧光探针在生物成像中的应用[D]. 张元红.山东大学 2010



本文编号：3010276